本實(shí)用新型涉及金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提升鎂合金室溫成形性能的裝置。

背景技術(shù)：

鎂合金具有密度小、比強(qiáng)度高、電磁屏蔽性能好，減振性能突出等特點(diǎn)，在電子、通訊、交通、航空航天等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用前景。近年來(lái)，輕量化及節(jié)能節(jié)材的要求，使得鎂合金在航空航天、汽車、3C產(chǎn)品等領(lǐng)域的需求進(jìn)一步增大，對(duì)其力學(xué)性能也提出了更高的要求，傳統(tǒng)鑄造鎂合金已無(wú)法達(dá)到相應(yīng)的力學(xué)指標(biāo)，因此，采用塑性加工生產(chǎn)的鎂合金產(chǎn)品越來(lái)越得到重視，但鎂合金由于為密排六方結(jié)構(gòu)，室溫狀態(tài)下僅有兩個(gè)基面滑移系，導(dǎo)致其室溫成形性能很差，限制了應(yīng)用范圍。目前，市場(chǎng)上的鎂合金板材一般采用平板狀的鎂合金鑄坯熱軋成形。通過(guò)常規(guī)軋制制備的板材力學(xué)性能不夠理想，并且基面織構(gòu)很強(qiáng)，對(duì)后續(xù)成形極為不利，極大的限制了鎂合金板材在電子、通訊、交通、航空等領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，提升鎂合金板材室溫成形性能，是發(fā)展鎂合金塑性成形技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鎂合金制品產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)和前提，對(duì)于擴(kuò)大鎂合金產(chǎn)品的生產(chǎn)和應(yīng)用具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于，提供一種提升鎂合金室溫成形性能的裝置，包括：

位于裝置底部，用于放置鎂合金板材的模具；

用于固定鎂合金板材的壓邊圈，其底部壓合鎂合金板材，上部通 過(guò)一組螺栓連接于上壓板；

在所述上壓板與所述鎂合金板材之間，設(shè)有電磁線圈組件，所述電磁線圈組件向鎂合金板材施加電磁力，以致使鎂合金板材產(chǎn)生變形。

由上，利用電磁成形的高應(yīng)變速率變形的方法提高鎂合金板材內(nèi)的孿晶比例，利用兩次微變形，破碎因常規(guī)軋制導(dǎo)致的強(qiáng)基面織構(gòu)的組織狀態(tài)，從而從根本上改變鎂合金板材的室溫成形性能。

可選的，所述模具包括曲線模具和平板模具。

可選的，在所述上壓板與壓邊圈之間，還設(shè)置有彈簧。

由上，彈簧在壓邊圈下落以及電磁線圈組件受反作用力彈起時(shí)起到緩沖的作用。

可選的，所述電磁線圈組件包括線圈和在其外部的線圈盒；還包括依次連接的：升壓變壓器、整流二極管、限流電阻、真空開關(guān)，所述真空開關(guān)用于控制所述線圈的通斷；另外還包括一電容，所述電容一端與所述限流電阻連接，另一端連接所述線圈。

附圖說(shuō)明

圖1為提升鎂合金室溫成形性能的原理示意圖；

圖2為提升鎂合金室溫成形性能裝置的剖面圖；

圖3為電磁線圈組件的電路原理圖；

圖2中數(shù)字標(biāo)注含義：20-鎂合金板材、21-曲線模具、22-壓邊圈、23-線圈盒、24-線圈、25-上壓板、26-螺栓、27-彈簧；

圖3中數(shù)字標(biāo)注含義：31-整流二極管、32-限流電阻、33-真空開關(guān)、34-線圈、35-脈沖電容、36-升壓變壓器。

具體實(shí)施方式

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種提升鎂合金室溫成形性能的裝置，利用電磁成形的高應(yīng)變速率變形的方法提高鎂合金板材內(nèi)的孿晶比例，利用兩次微變形，破碎因常規(guī)軋制導(dǎo)致的強(qiáng)基面織構(gòu)的組織狀態(tài)，從而從根本上改變鎂合金板材的室溫成形性能。 由于全部過(guò)程為室溫狀態(tài)，從而避免了均勻化處理等工序，提高了鎂合金板材的制備效率。

如圖1所示，提升鎂合金室溫成形性能包括以下步驟：

S10：對(duì)鎂合金板材進(jìn)行預(yù)處理。

待處理的鎂合金板材一般厚度為0.8-2.0mm，預(yù)處理包括鎂合金板材進(jìn)行表面劃痕等表面缺陷的檢查及去油清潔。

S20：將鎂合金板材放入曲線模具，采用電磁力對(duì)鎂合金板材進(jìn)行一次加工。

如圖2所示為提升鎂合金室溫成形性能裝置的示意圖，鎂合金板材20放置于曲線模具21上方。通過(guò)壓邊圈22將鎂合金板材20下壓進(jìn)行固定。

所述壓邊圈22通過(guò)旋入一組螺栓26進(jìn)行固定，所述螺栓26的下端旋入壓邊圈22，其上端固定于上壓板25。較佳的，在所述上壓板25與壓邊圈22之間，還設(shè)置有彈簧27，從而在壓邊圈22下落以及后文所述電磁線圈組件受反作用力彈起時(shí)起到緩沖的作用。

電磁線圈組件由線圈24和在其外部的線圈盒23組成。如圖3所示為電磁線圈組件的電路原理示意圖。充電過(guò)程中，升壓變壓器36將外部供電的電壓進(jìn)行升壓處理，經(jīng)過(guò)整流二極管31整流以及限流電阻32的過(guò)壓保護(hù)后，向電容35進(jìn)行充電。當(dāng)對(duì)電容35的充電電壓達(dá)到設(shè)計(jì)成形電壓2-10kV后，斷開充電回路。

導(dǎo)通與電容35和線圈34相連的真空開關(guān)33，使電容35對(duì)線圈34進(jìn)行放電，鎂合金板材20在電磁力的作用下，瞬間與曲線模具21發(fā)生高速碰撞，產(chǎn)生10³s^-1以上的高應(yīng)速率變形。

所述電磁線圈組件與上述各部件為分體式結(jié)構(gòu)。當(dāng)線圈24放電時(shí)，線圈24中產(chǎn)生強(qiáng)脈沖電流，依據(jù)電磁感應(yīng)定律，此時(shí)線圈24產(chǎn)生強(qiáng)脈沖磁場(chǎng)。而依據(jù)楞次定律，鎂合金板材20產(chǎn)生一阻礙磁通量變化的感應(yīng)電流，相應(yīng)的產(chǎn)生一感應(yīng)磁場(chǎng)。根據(jù)左手定則，鎂合金板材20受到徑向向內(nèi)的沖擊壓力，當(dāng)鎂合金板材20達(dá)到壓力屈服點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)生變形。

所述曲線模具21的表面特征滿足正弦曲線長(zhǎng)度公式y(tǒng)＝Asin(Bx)。

本實(shí)施例使曲線模具21表面特征滿足正弦曲線長(zhǎng)度公式的目的在于：1、上述正弦曲線族方便模具的制作，節(jié)約成本；2、保證整個(gè)鎂合金板材20的變形是相對(duì)均勻的，且可以針對(duì)鎂合金板材20的方向性進(jìn)行調(diào)整，即，使鎂合金板材20的軋向與曲線模具21曲線的軸線方向呈一定角度，從而可以控制鎂合金板材20的方向性，可以增強(qiáng)某一個(gè)方向的塑性也可以均勻兩個(gè)方向的塑性。經(jīng)過(guò)上述優(yōu)化，可以避免在室溫下，如采用其他曲線導(dǎo)致的鎂合金板材20出現(xiàn)局部區(qū)域的變形半徑過(guò)大而導(dǎo)致開裂。

以鎂合金板材20變形量為10％為例，依據(jù)公式y(tǒng)＝Asin(Bx)，式中x是板料的原始長(zhǎng)度，y是板材料變形后長(zhǎng)度，從而計(jì)算出在當(dāng)前鎂合金板材的不同A、B取值。其中A＝1，B＝0.6568；A＝2，B＝0.3258；A＝3，B＝0.2190，通過(guò)鎂合金板材本身的延伸率判定A、B值的組合，塑性差的鎂合金板材，選用A值?。凰苄詮?qiáng)的鎂合金板材，選用A值大。

較佳的，在進(jìn)行第一次加工時(shí)，其鎂合金板材20的變形量控制在設(shè)定的5％-10％，最優(yōu)的，選擇為10％。將第一次加工的形變量設(shè)定在5％～10％的目的在于，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)?shù)谝淮涡巫兞康陀?％時(shí)，鎂合金板材20會(huì)有孿生程度低且不均勻的情況，對(duì)塑性的改變影響較小。而當(dāng)?shù)谝淮涡巫兞扛哂?0％時(shí)，鎂合金板材20容易產(chǎn)生斷裂或開裂現(xiàn)象，因此，本實(shí)施例中，將第一次加工的變形量控制在設(shè)定的5％-10％。

S30：將鎂合金板材放入平板模具，采用電磁力進(jìn)行二次加工。

將鎂合金板材20放置于平板模具(未圖示)，重復(fù)步驟S20中的充電以及放電過(guò)程，使鎂合金板材20在電磁力的作用下，由第一次加工的曲面恢復(fù)成為平面。

本實(shí)施例利用電磁成形的高應(yīng)變速率變形的方法提高鎂合金板材內(nèi)的孿晶比例，利用兩次微變形，破碎因常規(guī)軋制導(dǎo)致的強(qiáng)基面織構(gòu)的組織狀態(tài)，從而從根本上改變鎂合金板材的室溫成形性能。

根據(jù)鎂合金變形機(jī)理，當(dāng)變形溫度低，變形速度極快時(shí)，孿生成為塑性變形的主要機(jī)制。在密排六方結(jié)構(gòu)的金屬中，由于可啟動(dòng)的滑移系較少，孿生對(duì)金屬的塑性流動(dòng)行為影響很大。孿生時(shí)所發(fā)生的切變可均勻地波及整個(gè)孿晶帶，從而改變晶粒取向，利用孿生對(duì)塑性變形的貢獻(xiàn)弱化了鎂合金的各向異性，提升鎂合金板材的室溫成形性能。

由于全部過(guò)程為室溫狀態(tài)，從而避免了均勻化處理等工序，提高了鎂合金板材的制備效率。

同時(shí)，利用電磁成形這一高應(yīng)變速率的制備方法，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，從而擺脫了常規(guī)軋制供貨的鎂合金板材無(wú)法直接用于成形的局限，拓展了鎂合金板材的生產(chǎn)和應(yīng)用。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型。總之，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。