镁合金薄壁件两步骤热冲锻成形方法及成形模具技术

本发明专利技术涉及镁合金的锻造加工技术，尤指一种具有复杂外型结构(如：螺丝柱、加强筋、卡扣、铰接凸缘等)镁合金薄壁件(如：笔记本外壳等)的两步骤热冲锻成形方法及其专用模具。采用两步骤冲锻成形，初步冲锻为局部复杂结构聚集材料，形成预定的镁合金薄壁件外壳半成品，最终冲锻形成镁合金薄壁件外壳，镁合金薄壁件两步骤热冲锻成形模具分别是两步骤热冲锻成形的初锻模具与终锻模具。本发明专利技术可以制备带有如螺丝柱、加强筋、卡扣、铰接凸缘等复杂结构的镁合金笔记本外壳，相比一步直接冲锻成形，减小冲锻压力，降低设备吨位要求，同时提高模具使用寿命，解决镁合金笔记本外壳冲锻成形压力大的问题，同时解决由于巨大压力带来的后续问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及镁合金的锻造加工技术，尤指一种具有复杂外型结构(如螺丝柱、加强筋、卡扣、铰接凸缘等)镁合金薄壁件(如笔记本外壳等)的两步骤热冲锻成形方法及其专用模具。
技术介绍
随着笔记本的不断发展，笔记本的外壳材料也呈现出更加多元化的趋势，从一开始的表面粗糙塑料外壳，到现在表面光滑的金属外壳，笔记本外壳的作用主要表现在“保护、散热、美观”这三个方面。因此，笔记本外壳材料要求强度高、耐热、具有电磁屏蔽性、尺寸稳定和外观性好等特点。而镁合金外壳具备以上几乎所有优点，是笔记本外壳的最佳可选材料。目前，制备镁合金笔记本外壳的主要方法有冲压焊接成形和压铸成形两种方法， 由于镁合金自身性能的缺陷，导致这两种方法在工艺和产品质量方面还存在巨大的问题， 这一点制约着镁合金比较本外壳的发展。近年来，随着板材冲锻成形工艺的成熟与发展， 一些研究人员已经将这一技术应用到笔记本外壳的生产制造领域中。然而，在镁合金冲锻成形中也遇到了的种种难以解决的问题，如冲锻成形压力大、镁合金金属流动性差、局部突起的复杂性结构成形困难，并且由于冲锻压力大，冲锻成形件与模具贴合紧密，导致取件困难，由于压力巨大，下模顶出机构的设计也受到了极大的限制。
技术实现思路
本专利技术主要目的是提供一种镁合金薄壁件(如笔记本外壳等)两步骤热冲锻成形方法及其专用模具，解决了镁合金笔记本外壳冲锻成形压力大的问题，同时解决由于巨大压力带来的后续问题，而两步冲锻法成形性好，表面质量高，开启镁合金笔记本冲锻成形市场化的先河。本专利技术的技术方案是一种镁合金薄壁件两步骤热冲锻成形方法，采用两步骤冲锻成形，初步冲锻为局部复杂结构聚集材料，形成预定的镁合金薄壁件外壳半成品，最终冲锻形成镁合金薄壁件外壳，包含有下列步骤1)下料制备所需尺寸的镁合金板材；2)加热坯料加热坯料到350 4000C，加热时间为3 10分钟；3)加热模具对模具的凸、凹模进行加热，使模具温度维持在300 350°C，此时， 凸、凹模处于闭合状态；4)初步冲锻成形使用初锻模具，坯料与模具均勻涂抹润滑剂，并将坯料迅速放入下模，上模快速下行，初道次预成形，为局部复杂结构聚集材料，形成预定的镁合金薄壁件半成品；5)最终冲锻成形重复幻、；3)步骤后，使用终锻模具，坯料与模具均勻涂抹润滑4剂，坯料放入模具，冲锻成形镁合金薄壁件外壳；6)修边、表面处理切除成形件多余边角料，去除残留油污，采用微弧氧化对冲锻成形件进行表面处理。所述的镁合金薄壁件两步骤热冲锻成形方法，镁合金板材为轧制板或者挤压板， 其厚度为2 3mm，表面粗糙度不低于RaO. 4微米。所述的镁合金薄壁件两步骤热冲锻成形方法，局部复杂结构为螺丝柱、加强筋、卡扣、铰接凸缘。所述的镁合金薄壁件两步骤热冲锻成形方法，润滑剂为二硫化钼锂基脂。所述的镁合金笔记本外壳两步骤热冲锻成形方法的专用成形模具，镁合金薄壁件两步骤热冲锻成形模具分别是两步骤热冲锻成形的初锻模具与终锻模具；初锻模具设有下模板、凸模外套、凸模、凸模垫板、凹模、凹模固定板、上模板，其中凹模通过凹模固定板固定于上模板，凸模置于凸模外套中，凸模与凸模外套放置于凸模垫板，并整体固定于下模板；终锻模具设有下模板、凸模垫板、顶出弹簧、凸模外套、凸模、凸模模芯、凹模、凹模固定板、上模板，其中凹模通过凹模固定板固定于上模板，凸模与凸模模芯置于凸模外套内，凸模模芯设置于凸模中心，凸模外套、凸模、凸模模芯下部垫有凸模垫板，凸模垫板中心开孔，所述孔中装有顶出弹簧于凸模模芯底部，凸模模芯、凸模外套、凸模、凸模垫板组成的整体固定于下模板上。所述的镁合金薄壁件两步骤热冲锻成形模具，初锻模具与终锻模具两套模具均采用凹模在上、凸模在下的倒装结构。所述的镁合金薄壁件两步骤热冲锻成形模具，凹模与凸模上下相对设置，凹模固定板与上模板分别通过定位销定位、通过螺栓连接，下模板、凸模垫板和凸模外套分别通过定位销定位、通过螺栓连接，上模板的通孔中装有导套，下模板的通孔中装有导柱，导柱通过伸进导套中与导套滑动配合。所述的镁合金薄壁件两步骤热冲锻成形模具，凹模与凸模上下相对设置，凹模固定板与上模板分别通过定位销定位、通过螺栓连接，下模板、凸模垫板和凸模外套分别通过定位销定位、通过螺栓连接，上模板的通孔中装有导套，下模板的通孔中装有导柱，导柱通过伸进导套中与导套滑动配合。所述的镁合金薄壁件两步骤热冲锻成形模具，凸模模芯的外侧面为锥面结构，使凸模模芯与凸模之间留有间隙，通过顶出弹簧使凸模模芯顺利顶出。所述的镁合金薄壁件两步骤热冲锻成形模具，初锻模具与终锻模具的上模板、下模板各设有一排加热孔。本专利技术的主要优点1.本专利技术采用两步骤冲锻成形方法，初步冲锻为局部复杂结构聚集材料，形成预定的笔记本外壳半成品，最终冲锻形成笔记本外壳，该工艺极大的减小了冲锻成形压力，形成流动性好，制品表面质量高。2.本专利技术模具采用凹模在上凸模在下的倒装结构，此种结构在冲锻结束凹模抬起时，通过摩擦力带动冲锻成形件向上轻微抬起，使得冲锻成形件部分脱离凸模，便于取出冲锻成形件。3.本专利技术设有顶出弹簧，当上模冲锻下行结束退回时，顶出弹簧自动将凸模模芯与冲锻成形件同时顶出，取件方便，易实现自动化。4.本专利技术在上下模板上设置加热孔，它能够提高模具的加热效率，同时也能够提高上模的加热效果，这一点解决了以往上模加热难的问题。总之，本专利技术提出采用两步骤冲锻成形方法，初道次冲锻在板材外环形成凸起聚集材料，终锻成形利用前一道次形成的外环凸起冲锻形成局部凸起复杂结构，最终得到镁合金笔记本外壳冲锻成形件。该工艺方法解决了镁合金冲锻成形压力大问题，成形性好，表面质量高，易实现自动化连续生产，为镁合金比较本外壳冲锻成形打开了无限广阔的市场。附图说明图1为本专利技术采用的镁合金笔记本外壳两步骤热冲锻成形初锻模具结构图。图2为本专利技术采用的镁合金笔记本外壳两步骤热冲锻成形终锻模具结构图。图3为采用两步骤热冲锻制造出的镁合金笔记本外壳零件示例。图中，1下模板；2、8定位销；3凸模垫板；4凸模外套；5凸模；6凹模；7导套；9凹模固定板；10上模板；11、13螺栓；12导柱；14加热孔；15下模板；16、M定位销；17凸模垫板；18顶出弹簧；19凸模外套；20凸模；21凸模模芯；22凹模；23导套；25凹模固定板J6 上模板；27,29螺栓；28导柱；30加热孔；31热冲锻件；32卡扣；33加强筋；34螺丝柱；35 铰接凸缘。具体实施例方式下面结合附图和具体实施对本专利技术作进一步的说明。如图1-2所示，镁合金薄壁件两步骤热冲锻成形模具分别是两步骤热冲锻成形的初锻模具与终锻模具，具体结构如下如图1所示，初锻模具主要包括下模板1、定位销2、凸模外套4、凸模5、凹模6、 导套7、凹模固定板9、上模板10、螺栓11、13、导柱12，其中凹模6被凹模固定板9固定在上模板10上，凸模5被放置于凸模外套4中，凸模5与凸模外套4放置于凸模垫板2上，并整体固定在下模板1上；凹模6与凸模5上下相对设置，凹模固定板9与上模板10分别通过定位销8定位、 通过螺栓11连接，下模板1、凸模垫板3和凸模外套4分别通过定位销2定位、通过螺栓13 连接，上模板10的通孔中装有导套7，下模板1的通孔中装有导柱12，导柱12通过伸进导套7中与导套7滑动配合。如图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋鸿武，张士宏，陈岩，程明，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：