專利名稱：一種鎂合金管的成形方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鎂合金管的成形技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是一種鎂合金管的成形方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前，常規(guī)的管材擠壓方法是采用帶穿孔裝置的臥式擠壓機進行擠壓，可成形出較長的管材，成形速度也比較高。但該法需要大型擠壓設(shè)備，所需模具尺寸大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成形工序多，存在擠壓余料，設(shè)備成本和生產(chǎn)成本都比較高。
鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料之一，在其減重和性能改善中的重要作用正受到人們的日益重視。由于鎂合金塑性較差，直接進行塑性加工比較困難，所以，鎂合金的常規(guī)工藝采用是鑄造工藝。由于鑄造組織和鑄造缺陷，使其力學(xué)性能較低，往往不能滿足使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鎂合金管的成形方法及裝置。采用超塑性擠壓與焊接復(fù)合成形工藝成形，使其具有較好的力學(xué)性能和尺寸精度。
本發(fā)明實現(xiàn)上述目的的裝置包括壓頭、擠壓套、型芯、凹模、墊板及立板，橋式型芯和凹模設(shè)置在擠壓套內(nèi)，橋式型芯位于凹模的上方，其芯部下端有一部分伸入凹模內(nèi)與凹模?？组g形成環(huán)形擠壓孔。型芯的芯部的橫斷面幾何形狀與尺寸決定管材內(nèi)孔的幾何形狀與尺寸，凹模?？椎膸缀涡螤钆c尺寸決定管材外形的幾何形狀與尺寸。
本發(fā)明實現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是將加熱到超塑性成形溫度的坯料放入具有同樣溫度的模具中，通過擠壓使坯料產(chǎn)生塑性流動，經(jīng)過分流孔后合流再通過型芯與凹模?？组g形成環(huán)形擠壓孔而形成管材，坯料間通過超塑性擴散焊接成為無縫管材。
本發(fā)明模具的加熱是通過在模具外設(shè)置加熱爐實現(xiàn)加熱的。
本發(fā)明擠壓速度為0.2～5毫米/秒，超塑性擠壓溫度為200～450℃。
本發(fā)明所述的成形方法和裝置可以在通用的立式或臥式液壓機上使用。具有設(shè)備成本較低，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便的特點。
本發(fā)明采用供應(yīng)狀態(tài)棒料毛坯，可以是鑄態(tài)組織或擠壓態(tài)組織。生產(chǎn)的鎂合金管材組織呈連續(xù)的流線形結(jié)構(gòu)特征，鑄造缺陷得以消除或改善，具有較好的力學(xué)性能和尺寸精度。與常規(guī)的擠壓工藝相比，材料利用率較高。改變型芯的芯部和凹模?？椎膸缀涡螤羁梢猿尚蔚墓懿挠孝俜腔剞D(zhuǎn)體等壁厚管，如橢圓管、方管、矩形管、棱柱形管等；②非等壁厚管；③管材的外形或內(nèi)孔帶齒，如內(nèi)、外花鍵，直齒圓柱齒輪等；④管材的外形和內(nèi)孔帶斜齒，如內(nèi)、外斜齒圓柱齒輪，大升角多頭螺桿、螺母等。
本發(fā)明提出的鎂合金管材的成形方法，具有以下優(yōu)點1、尺寸精度高 采用準超塑性成形工藝，制件的形狀由模具的形狀來保證，尺寸精度較高。
2、材料利用率高 可以實現(xiàn)連續(xù)擠壓成形，即依次向模具中放入實心棒材，并通過液壓機的壓力，可連續(xù)地成形出較長的管材。不存在擠壓余料，其材料利用率較高。
3、制件強度高 坯料在流動變形過程中產(chǎn)生了固體擴散焊接而成為整體管材，不產(chǎn)生接縫；使毛坯的鑄造組織缺陷得以消除或改善，并形成流線組織，使制件強度得到提高。
4、模具結(jié)構(gòu)簡單 與現(xiàn)有管材成形方法相比，模具結(jié)構(gòu)明顯簡化。
5、加工成本低 在普通的立式或臥式液壓機上均可以使用，模具結(jié)構(gòu)簡單，能耗低，使加工成本進一步降低。


附圖1為本發(fā)明成形裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為本發(fā)明成形裝置橋式型芯結(jié)構(gòu)剖視圖。
附圖3為本發(fā)明成形裝置橋式型芯結(jié)構(gòu)仰視圖。
附圖4～7為本發(fā)明成形裝置型芯芯部截面形狀。
附圖8～11為本發(fā)明成形裝置凹模形孔形狀。
附圖12為本發(fā)明成形裝置帶斜槽凹模結(jié)構(gòu)剖視圖。
附圖13為本發(fā)明成形裝置帶斜槽凹模結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖中1-壓頭 2-坯料 3-橋式型芯 4-凹模 5-管材 6-擠壓套 7-墊板 8-立板 9-橋部 10-芯部 11-分流孔 12-齒形槽。
具體實施例方式
本發(fā)明提供的實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。
實施例1本實施例所用的模具結(jié)構(gòu)如圖1所示，橋式型芯3和凹模4置于擠壓套6內(nèi)，橋式型芯的橋部9的上端面具有分流孔，下端具有支撐腿，使芯部10置于在擠壓套6的中心，芯部10的下端(如圖2、圖3所示，其直徑與圓管的內(nèi)徑相符)深入到凹模4的孔中一定深度，與凹模內(nèi)孔一起形成環(huán)形擠壓孔，凹模內(nèi)孔的上部具有1～3mm的工作帶，用以確定管材的外形(其尺寸與管材的外形相符)，下部尺寸適當放大，以減小摩擦阻力。模具下部設(shè)有2塊立板8，2塊立板中間的空間是為了容納擠出的管材，在立板的上部可固定切割工具，可按要求將擠出的管材切斷。
本實施例的成形工藝過程為將鎂合金棒料加熱到超塑性溫度200～450℃后，放置在加熱到具有同樣溫度的模具擠壓套6內(nèi)。壓頭1下行(下行速度為0.2～5毫米/秒)，迫使坯料產(chǎn)生塑性流動。坯料從橋式型芯的分流孔向下流動，而后合流，再向下流動通過凹模4與橋式型芯3間的環(huán)形擠壓孔而形成等截面圓管5。在合流后的塑性流動過程中可實現(xiàn)其料流間的超塑性擴散焊接。壓頭1回程，再次放入坯料，重復(fù)上述過程，可實現(xiàn)管材的連續(xù)擠壓過程。要求坯料的表面清潔，以實現(xiàn)坯料間的超塑性焊接。在擠壓過程中，當管材5達到要求的長度后，用切割工具將其切斷即成為一根管材。
實施例2本實施例是在實施例1的基礎(chǔ)上，通過改變模具的橋式型芯3的芯部形狀(如圖4～7)或凹模4的模孔形狀(如圖8～11)，使兩者間的擠壓孔形狀改變，即可成形不同截面形狀的管材。
實施例3本實施例是在實施例1的基礎(chǔ)上，通過改變模具的橋式型芯3的芯部形狀或凹模4的模孔形狀，可成形斜齒狀管材。如圖12、圖13所示，凹模4的形孔具有斜齒形槽，擠壓時對料流產(chǎn)生導(dǎo)流作用，使其按螺旋方向流出而形成斜齒狀管材5。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金管的成形方法，其特征是將加熱到超塑性成形溫度的坯料放入具有同樣溫度的模具中，通過擠壓使坯料產(chǎn)生塑性流動，經(jīng)過由橋式型芯與凹模組成的擠壓孔而成為管材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金管的成形方法，其特征是超塑性擠壓溫度為200～450℃，擠壓速度為0.2～5毫米/秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金管的成形方法，其特征是采用連續(xù)的等溫擠壓成形工藝成形，制件為無焊縫的等截面管材。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金管的成形方法，其特征是坯料分段放入模具，擠壓時經(jīng)擴散焊接成為連續(xù)的管材。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金管的成形方法，其特征是管材的形狀為等壁厚圓管或非回轉(zhuǎn)體等壁厚管或非等壁厚管或外形/內(nèi)孔帶齒的齒型件或外形/內(nèi)孔帶斜齒的齒型件。
6.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的鎂合金管的成形方法的裝置，包括壓頭(1)、橋式型芯(3)、凹模(4)、擠壓套(6)、墊板(7)及立板(8)，其特征是在擠壓套(6)內(nèi)設(shè)置有橋式型芯(3)和凹模(4)，橋式型芯(3)位于凹模(4)的上方，其芯部(10)的下端伸入凹模(4)內(nèi)與凹模模孔一起組成環(huán)形擠壓孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鎂合金管的成形方法的裝置，其特征是所述的橋式型芯(3)的上端面具有分流孔(11)，下端具有支撐腿(9)和芯部(10)，芯部(10)位于橋式型芯中心。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鎂合金管的成形方法的裝置，其特征是所述的橋式型芯(3)的芯部(10)和凹模(4)的?？仔螤罹蔀閳A形、橢圓形、矩形、多邊形。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鎂合金管的成形方法的裝置，其特征是所述的橋式型芯(3)的芯部(10)和凹模(4)的模孔部位均設(shè)有齒形槽(12)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6和8所述的鎂合金管的成形方法的裝置，其特征是所述的橋式型芯(3)的芯部(10)或凹模(4)的?？撞课凰O(shè)齒形槽(12)為斜槽。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種鎂合金管的成形方法是將加熱到超塑性成形溫度的坯料放入具有同樣溫度的模具中，通過擠壓使坯料產(chǎn)生塑性流動，經(jīng)過由橋式型芯與凹模組成的擠壓孔而成為管材；公開的裝置包括壓頭(1)、橋式型芯(3)、凹模(4)、擠壓套(6)、墊板(7)及立板(8)，在擠壓套內(nèi)設(shè)置有橋式型芯和凹模，橋式型芯位于凹模的上方，其芯部(10)的下端伸入凹模(4)內(nèi)與凹模模孔一起組成環(huán)形擠壓孔。本發(fā)明具有以下優(yōu)點尺寸精度高，材料利用率高，制件強度高，模具結(jié)構(gòu)簡單，加工成本低。
文檔編號B21C25/00GK1792488SQ20051010733
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月19日
發(fā)明者楊永順, 陳拂曉, 郭俊卿, 楊茜, 楊正海 申請人:河南科技大學(xué)