[发明专利]一种弱各向异性高强韧镁合金板材旋转挤压成形方法

说明书

本发明公开一种弱各向异性高强韧镁合金板材旋转挤压成形方法，将坯料由挤入段型腔置入，凸模在旋转机构的带动下转动，并和垫板在轴向移动机构的带动下进行轴向进给运动，与此同时，垫板边部的斜齿条也在进行轴向进给运动，斜齿条与第二斜齿轮啮合使其转动，第二斜齿轮与第一斜齿轮啮合，使第一斜齿轮发生转动并且带动内凹模转动，凸模由挤入段型腔进入，通过轴向进给，凸模将坯料推动至挤压工作带处，坯料的两端同时受到凸模、内凹模两个相反方向的旋转，随着凸模继续轴向挤压，坯料不断从挤入段型腔沿着轴向挤到挤出段型腔，得到板材。通过本发明可以获得更加均匀的超细晶组织、高强韧性和弱各向异性的镁合金板材。

技术领域

本发明属于金属塑性变形技术领域，具体涉及一种弱各向异性高强韧镁合金板材旋转挤压成形方法。

背景技术

板材广泛应用于军工、航空航天、汽车、船舶及电子领域，复杂的服役环境要求其具有高强韧性及弱各向异性。目前，传统的板材成形方法主要是轧制、双辊铸造和挤压成形，其中镁合金的板材制造多采用挤压坯和轧制相结合的工艺路径。镁合金为密排六方结构，室温下塑性差，变形困难；低温轧制过程中可开动滑移系少，且以基面滑移为主，形成强基面织构，呈现较高各向异性，易造成边裂等缺陷；热变形过程中，受再结晶细晶及强化相效应的制约，传统的大塑性变形工艺难以获得超细晶组织提升强韧性。采用旋转挤压成形可以累积大的应变量，获得具有超细晶组织、高强韧性和弱各向异性的镁合金板材，但传统旋转挤压成形只能提供单个扭矩，一定变形条件下提供剪切应变量有限，有鉴于此，现有技术待改进，本案由此提出。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弱各向异性高强韧镁合金板材旋转挤压成形方法，可施加“双反向”扭矩，累积更大应变量，获得更加均匀的超细晶组织、高强韧性和弱各向异性的镁合金板材。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：一种弱各向异性高强韧镁合金板材旋转挤压成形方法，包括以下步骤：

S1下料:取一段镁合金圆柱形坯料；

S2模具安装:将旋转挤压成形模具进行装配，所述旋转挤压成形模具包括凸模、垫板、内凹模、外凹模、第一推力轴承、第一斜齿轮、第二斜齿轮、轴向移动机构和旋转机构；所述垫板的中部开设穿孔，穿孔供所述凸模穿过连接所述旋转机构，所述凸模和垫板连接在同一轴向移动机构上，所述垫板的边部沿轴向凸设一排斜齿条；所述内凹模的外部固定套设所述第一斜齿轮，所述第一斜齿轮和斜齿条之间设置所述第二斜齿轮，所述第二斜齿轮中间穿设一固定轴，所述第二斜齿轮分别与所述斜齿条、第一斜齿轮啮合，第二斜齿轮通过第一斜齿轮带动内凹模扭转，内凹模的扭转方向与凸模的扭转方向相反；所述内凹模的中部轴向开设型腔，型腔由圆柱状的挤入段型腔和板状的挤出段型腔组成，挤入段型腔供坯料置入，挤出段型腔供坯料挤出，挤入段型腔和挤出段型腔的连接处为挤压工作带；所述外凹模套设在所述内凹模的外部，且外凹模和内凹模之间设有第一推力轴承，所述内凹模的外部开设阶梯槽供第一推力轴承套置；所述外凹模的中部开设让位型腔，让位型腔与所述挤出段型腔连通，让位型腔容置从挤出段型腔挤出的坯料；将垫板、凸模安装在试验机的左侧，外凹模的右端为夹持端结构，用于模具固定在试验机的右侧；

S3旋转挤压:将坯料由挤入段型腔置入，凸模在旋转机构的带动下转动，并和垫板在轴向移动机构的带动下进行轴向进给运动，与此同时，垫板边部的斜齿条也在进行轴向进给运动，斜齿条与第二斜齿轮啮合使其转动，第二斜齿轮与第一斜齿轮啮合，使第一斜齿轮发生转动并且带动内凹模转动，凸模由挤入段型腔进入，通过轴向进给，凸模将坯料推动至挤压工作带处，坯料的两端同时受到凸模、内凹模两个相反方向的旋转，随着凸模继续轴向挤压，坯料不断从挤入段型腔沿着轴向挤到挤出段型腔，得到板材；

S4脱模:旋转挤压完成后，从内凹模中取出板材；

S5卸模具:卸下成形模具，取出。