專利名稱：一種用于生產(chǎn)弧形鎂合金板的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及有色金屬新材料加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ー種用于生產(chǎn)弧形鎂合金板的設(shè)備。
背景技術(shù)：
鎂是地球上最富有的元素之一，在目前工程應(yīng)用中是質(zhì)量(I. 74g/cm3)最輕、t匕強(qiáng)度最高的金屬材料，與輕質(zhì)工程塑料相比，鎂合金有較高的弾性和塑性變形能力；與鋁合金(2.8g/cm3)相比，鎂合金不但輕，而且抗震動(dòng)和降噪音能力高，并具有很強(qiáng)的耐腐蝕 性能、電磁屏蔽性能、防輻射性能、回收利用率高等優(yōu)點(diǎn)。因此，在交通運(yùn)輸(汽車)、航空航天、凸版印刷、電子(3C產(chǎn)品)和家用電器等支柱產(chǎn)業(yè)中是最理想、最實(shí)用的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，被稱為“21世紀(jì)最具開發(fā)和應(yīng)用潛力的緑色工程材料”。鎂合金應(yīng)用形式主要有鑄造鎂合金和變形鎂合金。變形鎂合金經(jīng)壓カ軋制、擠壓，具有晶粒細(xì)化、強(qiáng)度高、延展性能好等優(yōu)點(diǎn)，其中鎂合金薄板在機(jī)械制造、航空航天、汽車、電子、儀表、化工和數(shù)碼產(chǎn)品等領(lǐng)域中可望廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品附加值和經(jīng)濟(jì)效益較高，具有廣闊前景。北美、歐洲最早開展對汽車、摩托車用高性能鎂合金的研究和應(yīng)用，近年來鎂合金壓鑄件以及變形鎂合金材料的需求量以年平均20%的増幅快速增長，日本已投巨資開展對3C產(chǎn)品鎂合金的研究和應(yīng)用。與目前較成熟的鎂合金鋳造技術(shù)相比較，鎂合金的鍛造、擠壓、軋制、沖壓等塑性加工技術(shù)與超塑成型技術(shù)的發(fā)展則相對較慢。當(dāng)前國內(nèi)外生產(chǎn)鎂合金薄板一般采用兩種エ藝I、鑄軋開坯后再精軋鑄軋エ藝參數(shù)控制困難，成熟度較低，技術(shù)難度較高。不宜實(shí)現(xiàn)卷裝連續(xù)生產(chǎn)。2、擠壓開坯后再精軋，優(yōu)點(diǎn)是材料組織性能好、容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)、成卷供貨，缺點(diǎn)是一次性投入大、板型控制困難。由于受到擠壓機(jī)出ロ尺寸和擠壓カ的限制，2500t擠壓機(jī)開坯寬度一般最大只能達(dá)到300左右，而大噸位擠壓機(jī)造價(jià)十分昂貴。 由于鎂屬于密排六方晶體結(jié)構(gòu)，在室溫下只有一個(gè)滑移面，滑移面上有3個(gè)密排方向，所以室溫下只有3個(gè)滑移系，其塑形比面心立方和體心立方都低。室溫下，鎂合金的塑性較差，變形困難且易出現(xiàn)變形缺陷，這是有鎂合金自身性質(zhì)決定的，也是制約鎂合金加工成型的本質(zhì)原因。在擠壓過程中，材料屈服強(qiáng)度越低，エ藝穩(wěn)定性越高；屈強(qiáng)比越小，擠壓性能越好。影響因素有擠壓力、擠壓速度、模具溫度、棒料溫度、模具結(jié)構(gòu)、棒料時(shí)效エ藝、材料的晶粒尺寸等。材料的晶粒尺寸和形狀對板材的擠壓性能有極大的影響。由此可見，エ藝設(shè)備的高投入和低效率生產(chǎn)、成品率低造成的高成本限制了高性能鎂合金軋制薄板的大批量應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供ー種用于生產(chǎn)弧形鎂合金坯板的設(shè)備，能夠滿足軋制鎂合金板所需要的力學(xué)性能條件、控制板型，以全新理念的擠壓模具和配套設(shè)備來實(shí)現(xiàn)小型擠壓機(jī)寬幅度開坯的目的。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案ー種用于生產(chǎn)弧形鎂合金板的設(shè)備，包括擠壓機(jī)、棒料加熱機(jī)，所述擠壓機(jī)內(nèi)設(shè)置有W狀弧形擠壓分流模具，W狀弧形擠壓分流模具的入口端設(shè)置有棒料加熱機(jī)；所述W狀弧形擠壓分流模至少由ー組W狀弧形擠壓分流模板組合構(gòu)成，每組由三個(gè)帶W狀弧形空腔結(jié)構(gòu)的圓板型模板組成，三個(gè)圓板型模板分別為分流焊合室模板、W型波浪狀工作模板、強(qiáng)度支撐模墊模板。ー種用于生產(chǎn)弧形鎂合金板的設(shè)備，所述分流焊合室模板具有兩個(gè)近似圓形的腔體與弧形通道連通構(gòu)成；所述兩個(gè)近似圓形的腔體與弧形通道上端的凹道形成上弧形結(jié)構(gòu)，所述兩個(gè)近似圓形的腔體與弧形通道下端的凸道分別形成兩個(gè)帶角形的下弧形結(jié)構(gòu)。ー種用于生產(chǎn)弧形鎂合金板的設(shè)備，所述W型波浪狀工作模板具由兩個(gè)下弧形結(jié) 構(gòu)與上弧形結(jié)構(gòu)結(jié)合形成的W型波浪狀結(jié)構(gòu)，上弧形結(jié)構(gòu)的弧度大于每個(gè)下弧形結(jié)構(gòu)的弧度。ー種用于生產(chǎn)弧形鎂合金板的設(shè)備，所述強(qiáng)度支撐墊模板具有兩個(gè)下弧形結(jié)構(gòu)與上弧形結(jié)構(gòu)結(jié)合形成的W型波浪狀結(jié)構(gòu)，上弧形結(jié)構(gòu)的弧度等于每個(gè)下弧形結(jié)構(gòu)的弧度。由于采用如上所述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)越性ー種用于生產(chǎn)弧形鎂合金坯的設(shè)備，是ー種能夠以小噸位的擠壓設(shè)備成卷開坯寬幅鎂合金板的生產(chǎn)裝置，它是以小噸位擠壓機(jī)為中心，及配套的模具生產(chǎn)出寬幅鎂合金板帶的坯板一W狀弧形鎂合金坯板，W狀弧形鎂合金坯板利用兩點(diǎn)間的弧線永遠(yuǎn)比直線長的原理，通過展平曲面來達(dá)到增加幅寬的目的；具有エ藝優(yōu)化，設(shè)備合理，生產(chǎn)超出擠壓機(jī)出ロ尺寸的寬幅鎂合金板帯。以較小的投資、完成寬幅鎂合金板帶的生產(chǎn)。

圖I是本實(shí)用新型展寬W狀弧形鎂合金坯板的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是生產(chǎn)展寬W狀弧形鎂合金坯板的分流焊合室模板結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是生產(chǎn)展寬W狀弧形鎂合金坯板的W型波浪狀工作模板結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是生產(chǎn)展寬W狀弧形鎂合金坯板的強(qiáng)度支撐模墊模板結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1·前橫梁，2.模具室，3.剪切機(jī)構(gòu)，4.盛錠筒，5.上導(dǎo)軌，6.張カ柱，7.供錠器，8.活塞托架，9.液壓系統(tǒng)，10.冷卻器，11.油箱，12.主電柜，13.油泵，14.基座，15.充液閥，16.副油缸，17.主油缸，18.主柱塞，19.擠壓桿，20.導(dǎo)軌，21換模缸，22.移模機(jī)構(gòu)，23.鎖緊油缸。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)ー步說明。如圖1、2、3、4所不ー種用于生產(chǎn)弧形鎂合金板的設(shè)備,包括擠壓機(jī)、棒料加熱機(jī)，所述擠壓機(jī)由前橫梁I、模具室2、剪切機(jī)構(gòu)3、盛錠筒4、上導(dǎo)軌5、張カ柱6、供錠器7、活塞托架8、液壓系統(tǒng)9、冷卻器10、油箱11、主電柜12、油泵13、基座14、充液閥15、副油缸16、主油缸17、主柱塞18、擠壓筒19、導(dǎo)軌20、換模缸21、移模機(jī)構(gòu)22、鎖緊油缸23組成；所述的擠壓機(jī)為現(xiàn)有普遍使用的設(shè)備，棒料加熱機(jī)為現(xiàn)有普遍使用的為擠壓機(jī)提供加熱棒料的設(shè)備；本實(shí)用新型采用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的擠壓機(jī)、棒料加熱機(jī)。所述擠壓機(jī)內(nèi)設(shè)置有W狀弧形擠壓分流模具，W狀弧形擠壓分流模具的入口端設(shè)置有棒料加熱機(jī)；所述W狀弧形擠壓分流模至少由ー組W狀弧形擠壓分流模板組合構(gòu)成，每組由三個(gè)帶W狀弧形空腔結(jié)構(gòu)的圓板型模板組成，三個(gè)圓板型模板分別為分流焊合室模板、W型波浪狀工作模板、強(qiáng)度支撐模墊模板。所述分流焊合室模板具有兩個(gè)近似圓形的腔體與弧形通道連通構(gòu)成；所述兩個(gè)近似圓形的腔體與弧形通道上端的凹道形成上弧形結(jié)構(gòu)，所述兩個(gè)近似圓形的腔體與弧形通道下端的凸道分別形成兩個(gè)帶角形的小下弧形結(jié)構(gòu)。所述W型波浪狀工作模板具有兩個(gè)下弧形結(jié)構(gòu)與上弧形結(jié)構(gòu)結(jié)合形成的W型波浪狀結(jié)構(gòu)，上弧形結(jié)構(gòu)的弧度大于每個(gè)下弧形結(jié)構(gòu)的弧度。所述強(qiáng)度支撐墊模板具有兩個(gè)下弧形結(jié)構(gòu)與上弧形結(jié)構(gòu)結(jié)合形成的W型波浪狀結(jié)構(gòu)，上弧形結(jié)構(gòu)的弧度等于每個(gè)下弧形結(jié)構(gòu)的弧度。下面以AZ31鎂合金為例鎂合金鑄態(tài)棒料去掉表面鑄造冷隔、加工成￠ 600圓棒，在230° C — 350° C范圍內(nèi)進(jìn)行5道次多軸鍛打，經(jīng)過鍛打后的坯錠在460° C高溫時(shí)效處理后，被加工成Φ240πιπι的圓柱棒坯。處理后的鎂合金材料在電子顯微鏡下，TEM組織顆粒平均d=0. 8 μ m。擠壓エ藝條件，從鎂合金狀態(tài)圖中可以得到某種鎂合金的熔化溫度和合金中有第二相析出時(shí)溫度。于是可以得到擠壓溫度范圍在這兩個(gè)溫度范圍內(nèi)，但這只是ー個(gè)粗略的溫度范圍。為了比較準(zhǔn)確的確定該種鎂合金的擠壓溫度范圍，需要對這種鎂合金的塑性圖和變形抗力圖以及再結(jié)晶圖加以分析研究。從鎂合金的塑性圖可以得到在某個(gè)溫度范圍內(nèi)其塑性最高。于是坯料的加熱溫度范圍可以選擇在這個(gè)溫度范圍之內(nèi)。Mg-Al-Zn合金狀態(tài)圖是確定鎂合金擠壓溫度的首要依據(jù)。AZ31的熔化溫度是603°C。從230°C開始，合金中有第二相析出。因此，AZ31的擠壓溫度范圍一定在230 603°C范圍內(nèi)。從AZ31鎂合金的塑性圖看出，在350 400°C的溫度范圍內(nèi)塑性最高。擠壓時(shí)坯料加熱溫度為400°C。鎂合金變形溫度范圍狹窄，導(dǎo)熱性良好，遇到冷模會產(chǎn)生急冷而產(chǎn)生裂紋。所以擠壓前要對模具進(jìn)行預(yù)熱，其作用是，減小模具與毛坯接觸時(shí)的溫差，使擠壓毛坯放入模具時(shí)毛坯降溫不致過大而使塑性降低，變形抗力増加；同時(shí)可避免毛坯表面和中心層溫差過大，使變形不均勻性增加，以至造成擠壓件和模具的損壞。由于坯料與模具接觸面積大，接觸時(shí)間長，模具必須加熱到比坯料稍低的溫度，故模具預(yù)熱溫度范圍為260 300°C。被加熱至380° C — 420° C的圓柱棒坯送至2500t擠壓機(jī)擠壓，擠壓機(jī)結(jié)構(gòu)由圖I所示(采用現(xiàn)有的擠壓機(jī)結(jié)構(gòu))；圓柱棒通過圖2a的分流焊合室模板、圖2b的W型波浪狀工作模板、圖2c的強(qiáng)度支撐模墊模板中所示的組合W狀弧形擠壓模具，被擠壓成如圖3所示的W型波浪狀鎂合金弧形板。擠壓時(shí)，模具加熱溫度為380 430°C、擠壓筒加熱溫度為280 320 °C。W狀弧形擠壓模具是根據(jù)2500t擠壓機(jī)的設(shè)計(jì)出料ロ最大尺寸約400mm左右，最大出料幅寬約330mm，設(shè)計(jì)出來的，如先將板帶擠壓成圓筒形或弧形，然后后續(xù)エ序采用特殊 展平設(shè)備予以展平，已得到寬幅的板帯?？紤]到擠壓模具的強(qiáng)度和加工難度、拆卸清洗、修模的因素，本實(shí)用新型采用了 W狀弧形擠壓分流模具。
權(quán)利要求1.ー種用于生產(chǎn)弧形鎂合金板的設(shè)備，包括擠壓機(jī)、棒料加熱機(jī)，其特征在于所述擠壓機(jī)內(nèi)設(shè)置有W狀弧形擠壓分流模具，W狀弧形擠壓分流模具的入口端設(shè)置有棒料加熱機(jī)；所述W狀弧形擠壓分流模由至少ー組W狀弧形擠壓分流模板組合構(gòu)成，每組由三個(gè)帶W狀弧形空腔結(jié)構(gòu)的圓板型模板組成，三個(gè)圓板型模板分別為分流焊合室模板、W型波浪狀エ作模板、強(qiáng)度支撐模墊模板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于生產(chǎn)弧形鎂合金板的設(shè)備，其特征在于所述分流焊合室模板具有兩個(gè)近似圓形的腔體與弧形通道連通構(gòu)成；所述兩個(gè)近似圓形的腔體與弧形通道上端的凹道形成上弧形結(jié)構(gòu)，所述兩個(gè)近似圓形的腔體與弧形通道下端的凸道分別形成兩個(gè)帶角形的下弧形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于生產(chǎn)弧形鎂合金板的設(shè)備，其特征在于所述W型波浪狀工作模板具有兩個(gè)下弧形結(jié)構(gòu)與上弧形結(jié)構(gòu)結(jié)合形成的W型波浪狀結(jié)構(gòu)，上弧形結(jié)構(gòu)的弧度大于每個(gè)下弧形結(jié)構(gòu)的弧度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于生產(chǎn)弧形鎂合金板的設(shè)備，其特征在于所述強(qiáng)度支撐墊模板具有兩個(gè)下弧形結(jié)構(gòu)與上弧形結(jié)構(gòu)結(jié)合形成的W型波浪狀結(jié)構(gòu)，上弧形結(jié)構(gòu)的弧度等于每個(gè)下弧形結(jié)構(gòu)的弧度。
專利摘要本實(shí)用新型涉及有色金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域，公開一種用于生產(chǎn)弧形鎂合金板的設(shè)備。所述設(shè)備包括擠壓機(jī)、棒料加熱機(jī)，所述擠壓機(jī)內(nèi)設(shè)置有W狀弧形擠壓分流模具，W狀弧形擠壓分流模具的入口端設(shè)置有棒料加熱機(jī)；所述W狀弧形擠壓分流模由至少一組W狀弧形擠壓分流模板組合構(gòu)成，每組由三個(gè)帶W狀弧形空腔結(jié)構(gòu)的圓板型模板組成，三個(gè)圓板型模板分別為分流焊合室模板、W型波浪狀工作模板、強(qiáng)度支撐模墊模板。本實(shí)用新型能夠生產(chǎn)出W狀弧形鎂合金坯板，用于生產(chǎn)超出擠壓機(jī)出口尺寸的寬幅鎂合金板帶。以較小的投資、完成寬幅鎂合金板帶的生產(chǎn)，具有工藝優(yōu)化，設(shè)備合理。
文檔編號B21C25/02GK202398645SQ201120507198
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者李躍華, 胡明德 申請人:李躍華