近年來鎂合金發(fā)展速度很快,每年都以20%~30%的速度增長(zhǎng)。鎂合金采用最多的加工方法是沖壓成形。它的沖壓性能和成形方法有別于鋼板和鋁板的成形工藝。要擴(kuò)大鎂合金的應(yīng)用范圍,研究鎂合金板材沖壓技術(shù)具有重要義。
鎂合金的沖壓成形沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)S脹_壓設(shè)備的動(dòng)力,使板料在模具里直接受到變形力并進(jìn)行變形,從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。
鎂合金的沖壓成形是一種技術(shù)難度較大的生產(chǎn)工藝,但以其生產(chǎn)效率高、可直接使用高密度的軋制板料而具有大的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)和廣闊的發(fā)展前景。在沖壓成形工藝中,拉深成形最為復(fù)雜,難度也較大。由于鎂合金晶體結(jié)構(gòu)是密排六方(Hcp),滑移系少,常溫下塑性較差,一般都必須在150℃以上進(jìn)行拉深成形。根據(jù)專家研究結(jié)果,鎂合金板材在250℃左右拉深時(shí)其拉深比超過鋁合金和低碳鋼板的常溫拉深成形極限,在175℃時(shí)鎂合金板杯形件拉深的拉深比可達(dá)210,而在225℃時(shí)可達(dá)310,超過了鋼板、鋁板在室溫下的拉深比(分別為212和216)。在該溫度下鎂合金拉深成形性能與鋼板、鋁板在室溫下的拉深性能相近。
鎂合金沖壓成形的特點(diǎn)鎂合金與鋁、鋼等材料相比,塑性很低,變形時(shí)金屬流動(dòng)困難。為了提高其變形能力,適合在較高溫度下進(jìn)行,一般要加熱到200℃以上。在此溫度下,它比鋁、鋼的沖壓性能還好。加熱過高,超過300℃,會(huì)造成強(qiáng)度迅速下降,同時(shí),由于板料的異向性,加熱溫度又不均勻時(shí),在拉深過程中極易開裂。加熱時(shí)間對(duì)沖壓變形的影響也很大,在長(zhǎng)時(shí)間的保溫下會(huì)引起晶粒急劇長(zhǎng)大。實(shí)驗(yàn)證明,鎂合金板材在320~350℃下保溫超過1小時(shí),廢品率明顯增加。對(duì)于復(fù)雜鎂合金制件,若采用簡(jiǎn)單工序,在多工序沖壓中,往往需要多次加熱,但只要控制好溫度,對(duì)其沖壓性能的影響不大。在工序間應(yīng)采用中間退火,退火溫度或保溫時(shí)間取決于板材厚度。
鎂合金的彎曲變形與硬鋁相似,其中最小彎曲半徑值和回彈值大小和硬鋁相對(duì)應(yīng)的值幾乎相等。其最大不同點(diǎn)在于變形溫度。鎂合金一般采用熱彎,當(dāng)彎角小于90°時(shí),冷彎很難保證外層不出現(xiàn)裂紋。
鎂合金在加熱條件下的拉深工藝與非合金鋼的變形相似。極限拉深系數(shù)相同,模具幾何參數(shù)相似。在冷狀態(tài)下,即使工藝參數(shù)正確,模具結(jié)構(gòu)合理,也很難避免拉裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。