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镁课堂:(五十一)话说镁合金的塑性加工工艺

日期:2018-11-12 16:57

  变形镁合金的塑性加工工艺与变形铝合金的大体相同,但镁合金一般都在加热状态下进行,对锭坯加热可采用与铝合金相似的加热方式,但是锭坯绝不可与火焰直接接触,否则会发生燃烧,引发不易控制的灾难性的火灾,锭上的机械加工毛刺最好清除干净,以免引发火灾。

  通常多采用箱式电阻炉加热,镁合金的热导率高,任何形状和尺寸的锭坯均可进炉直接加热,不必预热。由于镁合金加热温度远低于其熔点,加热时不必采用惰气或还原性气氛,但必须确保炉温均匀,不得出现大的温度梯度,严防锭坯局部过热,最好采用强制循环气流,同时,应保证加热炉能精准地控制温度,并采取锭坯加热保护措施,以防过热或甚至燃烧。

  变形镁合金的加工工艺与变形铝合金的差不多,可分为整体成形工艺(轧制、挤压、锻造)与二次成形工艺。二次成形是指半成品(板材、挤压材等)的进一步加工如弯折、冲压、冲挤、精压、旋压、拉延、超塑成形等)。

  在室温下镁合金的塑性很低,不适宜冷轧,因此板带都在一定温度下进行热轧与温轧,生产厚板、薄带板。适于生产板带材的镁合金有镁-锰系合金(M2M、ME20M等),镁-铝-锌系合金(AZ31B等),镁-锂系合金(LA141等),以及纯镁等。镁及镁合金薄板是指厚度为0.8~10mm的板材,铝合金薄板为厚度≥0.2~≤6.0mm的板材;镁合金厚板是指厚度10mm的板材,铝合金厚板的定义为厚度

  大部分镁材是用挤压工艺生产的,产品有管、棒、形材,挤压都是在一定温度下进行。镁合金挤压工艺和装备与生产铝合金挤压材的相当。所有的变形镁合金都可以用于生产挤压材:用于挤压管材的有AZ31B、AZ61A、ZK10A等;用于生产棒材的主要有AZ31B、AZ61A、AZ80A、ZK10A、ZK30A、ZK60A等;用于生产型材的主要是AZ31B、AZ61A、AZ80A、ZK10A、ZK30A、ZK60A等。

  目前,热挤压是变形镁合金的首要塑性变形加工工艺,与变形铝合金的挤压一样,镁合金挤压材可以正向挤压,也可以反向挤压,可以用单动挤压机生产,也可以用双动挤压机生产,可以用卧式挤压,也可以用立式挤压机。总之,凡是用于挤压-铝合金半成品的装备皆可用于生产镁合金材料,只不过工艺参数不同,配套设备与精整设备有所差异。

  在生产镁合金挤压材时主要采用正挤压法,反挤压法用的少。有时间或采用组合挤压法,即挤压初期用反挤压法,以消除正挤压时挤压筒与锭坯之间的摩擦,而后立即转为正挤压。不过这种组合工艺很少使用。

  变形镁合金不能冷段,只能热锻,锻造温度200℃~400℃,不能高于400℃,否则会发生严重的氧化,而且晶粒会长大。镁合金的热导率大,约为80W/(m·℃),几乎比钢的大一倍,同时由于镁合金密度小,热容量也小,接触模具后会很快降温,变形抗力上升,充模能力下降,因此镁合金适宜于等温锻压。

  超塑性成形是采用板材在超塑性条件下加工零件的工艺。一些变形镁合金在一定条件下具有超塑性,可以一次制成形状较复杂的零件。细晶粒的AZ31、AZ61及ZK60合金的都有超塑性。

  镁合金半成品的二次成形包括:超塑成形、变曲成形、深拉延、手工旋压、强力旋压、橡皮板成形、拉延成形、落锤成形,等等。有引起镁合金可以于室温成形,但绝大多数合金应加热到一定温度,高温成形对工模具与工艺都有特殊要求。

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