一種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法及模具裝置的制造方法
【專利摘要】一種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法及模具裝置，方法是將鎂合金板材經(jīng)過一次彎曲，然后進行一次壓平，然后進行反向彎曲，然后進行二次壓平的四個形變工序為一個循環(huán)形變道次的形變方法。模具裝置包括上模板和下模板。上模板右側(cè)平行固定有多個上彎曲凸柱。下模板右側(cè)平行固定有下彎曲凸柱。上彎曲凸柱和下彎曲凸柱尖端交錯設置。上模板左側(cè)固定有上壓平模具。下模板左側(cè)固定有下壓平模具，上壓平模具和下壓平模具上下相對設置。本發(fā)明的優(yōu)點是可以有效細化鎂合金板材晶粒，其次弱化鎂合金基面織構，提高鎂合金板材成形性能。
【專利說明】
一種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法及模具裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法及模具裝置，屬于高性能鎂合金板材制備領域，即采用雙向循環(huán)彎曲復合形變方法弱化鎂合金板材織構，以提高鎂合金板材成形性能，適用于高精度鎂合金板材生產(chǎn)。
【背景技術】
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[0002]鎂合金是目前最輕的金屬結構材料，具有比強度比剛度高、阻尼減震性能好、導熱性能好、電磁屏蔽效果佳、機械加工性能優(yōu)良、易于回收等優(yōu)點，但是由于鎂合金材料的成形性能差，不能滿足室溫成形的要求，因此如何提高鎂合金板材的成形性能是目前亟待解決的問題。本發(fā)明專利的目的就是提出一種可以提高鎂合金板材成形性能的方法及模具裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的就是公開一種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法及模具裝置，即采用雙向循環(huán)彎曲復合形變方法弱化鎂合金板材織構，以提高鎂合金板材性能。
[0004]采用的技術方案:
[0005]—種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法及模具裝置，復合形變工藝原理見圖1，復合形變方法形變區(qū)的應力與應變狀態(tài)見圖2。
[0006]—種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法使用的模具裝置結構見圖3，其中，包括上模板和下模板。
[0007]上模板右側(cè)平行固定有多個上彎曲凸柱。下模板右側(cè)平行固定有多個下彎曲凸柱。上彎曲凸柱和下彎曲凸柱的弧形尖端交錯設置。
[0008]上模板左側(cè)固定有上壓平模具。下模板左側(cè)固定有下壓平模具，上壓平模具和下壓平模具上下相對設置。
[0009]—種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法，將鎂合金板材經(jīng)過一次彎曲，然后進行一次壓平，然后進行反向彎曲(二次彎曲)，然后進行二次壓平的四個工序為一個循環(huán)形變道次。
[0010]其基本原理:由于鎂合金材料在雙向循環(huán)彎曲復合形變過程中，形變區(qū)任意質(zhì)點都產(chǎn)生了拉伸形變和壓縮形變的交替變化，從而產(chǎn)生壓縮孿晶和拉伸孿晶的交互作用，改善了鎂合金板材的孿晶組織及織構，使晶粒取向分散，弱化了基面織構以及弱化了板材的各向異性，提高鎂合金板材的成形性能及力學性能。雙向循環(huán)彎曲復合形變可以有效改善鎂合金板材橫向、厚度方向、徑向方向上的受力情況及材料流動，可以進一步改善鎂合金板材徑向方向上的孿晶組織及織構，還可以改善板材橫向和厚度方向上的孿晶組織及織構。
[0011]本發(fā)明專利的工作原理:
[0012]雙向循環(huán)彎曲復合形變的定義是將鎂合金板材經(jīng)過一次彎曲，然后進行一次壓平，然后進行反向彎曲(二次彎曲)，然后進行二次壓平的四個工序為一個循環(huán)形變道次的形變方法。
[0013]形變工藝原理見圖1。雙向循環(huán)彎曲復合形變的工藝參數(shù):彎曲凸模間距s，彎曲高度h，板材原始厚度to,彎曲率(λ)定義為A=h/s。
[0014](I)用電加熱棒把模具工作部分上彎曲凸柱、下彎曲凸柱、上壓平模具和下壓平模具加熱到與鎂合金板材形變溫度相同的溫度，保溫，并且控制模具在整個形變過程中都保持該溫度恒溫。
[0015](2)把鎂合金板材在加熱爐中加熱至預定形變溫度180_240°C，并保溫足夠時間以保證板材加熱徹底。
[0016](3)取出鎂合金板材，在上、下彎曲凸柱之間進行一次彎曲形變。
[0017](4)然后對鎂合金彎曲板材在上、下壓平模具之間進行一次壓平形變。
[0018](5)繼續(xù)對形變后鎂合金板材在上、下彎曲凸柱之間進行第二次反向彎曲形變。
[0019](6)繼續(xù)對形變后鎂合金板材在上、下壓平模具之間進行二次壓平形變。
[0020]這樣完成一個形變道次。在不同溫度下如此可以進行多個道次的重復形變操作。
[0021]通過激烈切向形變可以有效弱化鎂合金板材的織構、提高鎂合金板材的成形性能。雙向循環(huán)彎曲復合形變方法可以實現(xiàn)鎂合金板材形變區(qū)壓縮形變與拉伸形變的交替變化，從而可以有效改善各個方向上的孿晶組織及織構分布，可以有效提高鎂合金板材的成形性能及力學性能。
[0022]雙向循環(huán)彎曲復合形變的定義是將鎂合金板材經(jīng)過一次彎曲，然后進行一次壓平，然后進行反向彎曲(二次彎曲)，然后進行二次壓平的四個工序為一個循環(huán)形變道次的形變方法，形變工藝原理見圖1。經(jīng)過雙向循環(huán)彎曲復合形變時，形變區(qū)的應力狀態(tài)與應變狀態(tài)發(fā)生交替變化，見圖2所示。在一次彎曲形變時，在彎曲形變區(qū)外側(cè)，沿著板材方向的應變?yōu)槔鞈儯趶澢巫儏^(qū)內(nèi)側(cè)，沿著板材方向的應變?yōu)閴嚎s應變，在二次反向彎曲時，應變狀態(tài)恰好相反。這樣在形變區(qū)的同一個質(zhì)點將產(chǎn)生壓縮形變與拉伸形變的交替變化，可以有效改善鎂合金板材的性能。由于壓縮應變是鎂合金材料產(chǎn)生孿晶的主要因素，因此經(jīng)過壓縮形變和拉伸形變的交替作用，使材料發(fā)生壓縮形變，然后孿晶組織形成，然后發(fā)生動態(tài)再結晶，然后孿晶消失，然后晶粒細化的組織演變過程，形成分布均勻的細小的晶粒組織，改善鎂合金材料性能。作用:鎂合金板材經(jīng)過壓縮形變與拉伸形變的交替變化，弱化了織構，形成分布均勻的細小的晶粒組織，改善鎂合金材料成形性能。
[0023]其優(yōu)點在于:
[0024]可以有效細化鎂合金板材晶粒，其次弱化鎂合金板材基面織構，提高鎂合金板材成形性能。
【附圖說明】
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[0025]圖1為雙向循環(huán)彎曲復合形變工藝原理圖。
[0026]圖2為雙向循環(huán)彎曲復合形變應力與應變狀態(tài)。
[0027]圖3為模具裝置主視圖。
[0028]圖4為模具裝置右視圖。
[0029]圖5為四個實施例的板材性能表格?！揪唧w實施方式】:
[0030]實施例1
[0031]—種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變使用的模具裝置，包括上模板I和下模板2。
[0032]上模板I右側(cè)平行固定有多個上彎曲凸柱3。下模板2右側(cè)平行固定有多個下彎曲凸柱6。上彎曲凸柱3和下彎曲凸柱6的弧形尖端交錯設置。
[0033]上模板I左側(cè)固定有上壓平模具4。下模板2左側(cè)固定有下壓平模具5，上壓平模具4和下壓平模具5上下相對設置。
[0034]—種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法，包括以下步驟:
[0035]I)用電加熱棒把模具工作部分上彎曲凸柱3、下彎曲凸柱6、上壓平模具4和下壓平模具5加熱到與鎂合金板材7形變溫度相同的溫度210°C，保溫并且控制模具在整個形變過程中都保持該溫度恒溫。
[0036]2)把鎂合金板材7在加熱爐中加熱至預定形變溫度210°C，并且保溫lOmin。
[0037]3)取出鎂合金板材7，在上彎曲凸柱3和下彎曲凸柱6之間進行一次彎曲形變。
[0038]4)然后對鎂合金彎曲板材在上壓平模具4和下壓平模具5之間進行一次壓平形變。
[0039]5)繼續(xù)對形變后鎂合金板材在上彎曲凸柱3和下彎曲凸柱6之間進行第二次反向彎曲形變。
[0040]6)繼續(xù)對形變后鎂合金板材在上壓平模具4和下壓平模具5之間進行二次壓平形變。
[0041]本實施例中的技術方案應用于AZ31鎂合金板材制備生產(chǎn)中獲得了很好的效果。
[0042]雙向循環(huán)彎曲復合形變工藝參數(shù)為彎曲凸模間距s = 50mm，彎曲高度h = 15mm，彎曲率λ = 0.3，板材原始厚度to = 2mm，形變溫度為210 °C。
[0043]實施例2
[0044]本實施例與實施例1基本相同，其不同之處在于，形變溫度為180°C。
[0045]實施例3
[0046]本實施例與實施例1基本相同，其不同之處在于，形變溫度為240°C。
[0047]實施例4
[0048]本實施例與實施例1基本相同，其不同之處在于，3)-6)的步驟共進行三次。
[0049]采用本發(fā)明技術的四個實施例制備的AZ31鎂合金板材性能見表I(圖5)。
【主權項】
1.一種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法，其特征在于包括下列步驟:鎂合金板材(7)經(jīng)過一次彎曲，然后進行一次壓平，然后進行反向彎曲，然后進行二次壓平;這四個形變工序為一個循環(huán)形變道次，根據(jù)需要可以進行多個循環(huán)道次的復合形變。2.根據(jù)權利要求1所述的一種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法，其特征在于包括下列步驟: 1)在一次彎曲以前，把模具工作部分上彎曲凸柱(3)、下彎曲凸柱(6)、上壓平模具(4)和下壓平模具(5)加熱到與鎂合金板材(7)形變溫度相同的溫度，保溫;并且控制模具在整個形變過程中都保持該溫度恒溫； 2)把鎂合金板材(7)在加熱爐中加熱至預定形變溫度，并保溫足夠時間以保證板材加熱徹底； 3)取出鎂合金板材(7)，在上彎曲凸柱(3)和下彎曲凸柱(6)之間進行一次彎曲形變； 4)然后對鎂合金彎曲板材在上壓平模具(4)和下壓平模具(5)之間進行一次壓平形變； 5)繼續(xù)對形變后鎂合金板材在上彎曲凸柱(3)和下彎曲凸柱(6)之間進行第二次反向彎曲形變； 6)繼續(xù)對形變后鎂合金板材在上壓平模具(4)和下壓平模具(5)之間進行二次壓平形變； 雙向循環(huán)彎曲復合形變的工藝參數(shù):彎曲凸模間距s，彎曲高度h，板材原始厚度to，彎曲率(λ)定義為A = h/s。3.根據(jù)權利要求2所述的一種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法，其特征在于包括下列步驟:鎂合金板材(7)形變溫度為180-240 0C，加熱時保溫1min。4.按照權利要求3所述的一種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法，其特征在于包括下列步驟:凸模間距S = 50mm、彎曲高度h = 15mm、彎曲率λ = 0.3、板材原始厚度to = 2mm。5.按照權利要求4所述的一種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法，其特征在于下列步驟:所述的形變溫度為210°C。6.按照權利要求4所述的一種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法，其特征在于下列步驟:所述的形變溫度為180°C。7.按照權利要求4所述的一種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法，其特征在于下列步驟:所述的形變溫度為240 0C。8.按照權利要求4所述的一種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變方法，其特征在于下列步驟:所述的形變溫度為210°C，3)-6)的的步驟共進行三次。9.根據(jù)權利要求1所述的一種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變使用的模具裝置，其特征在于:包括上模板(I)和下模板(2); 上模板(I)右側(cè)平行固定有多個上彎曲凸柱(3);下模板(2)右側(cè)平行固定有多個下彎曲凸柱(6);上彎曲凸柱(3)和下彎曲凸柱(6)尖端交錯設置； 上模板(I)左側(cè)固定有上壓平模具(4);下模板(2)左側(cè)固定有下壓平模具(5)，上壓平模具(4)和下壓平模具(5)上下相對設置。10.根據(jù)權利要求9所述的一種鎂合金板材雙向循環(huán)彎曲復合形變使用的模具裝置，其特征在于:所述的上彎曲凸柱(3)和下彎曲凸柱(6)的尖端均為弧形。
【文檔編號】B21D37/08GK105855345SQ201610390887
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月4日
【發(fā)明人】王忠堂, 王芳, 馬康
【申請人】沈陽理工大學