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鎂合金成型方式有哪些技術(shù)?

鎂合金的成形方式可以說(shuō)是有很多種的,每一種鎂合金成型方式背后的工藝也是不一樣的,具體都有哪些成形技術(shù)呢?下面就跟隨鉅寶鎂來(lái)看一看這個(gè)鎂合金的成形技術(shù)。


鎂合金成型方式技術(shù)


一、高壓扭轉(zhuǎn)技術(shù)


高壓扭轉(zhuǎn)工藝通過(guò)壓桿向放置在固定不動(dòng)模具中的盤(pán)狀材料施加很高的壓力, 同時(shí)壓桿作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)剪切變形。試樣一般為圓盤(pán)狀,尺寸較小,直徑一般為10-20mm,厚度為 0.2-1.5mm。在高壓扭轉(zhuǎn)過(guò)程中,盤(pán)狀試樣可以在高達(dá)幾個(gè) Gpa的壓力下發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形,而試樣的尺寸不發(fā)生變化,因此在試樣的外側(cè)可以引入很大的剪切應(yīng)變。由于材料的剪切應(yīng)變是通過(guò)壓桿的旋轉(zhuǎn)來(lái)引入,因此剪切應(yīng)變量的大小與材料所處位置的半徑有關(guān)。通過(guò)高壓扭轉(zhuǎn)制備的材料存在從中心向外側(cè)組織不均勻的現(xiàn)象。


與其他大塑性變形加工工藝相比,高壓扭轉(zhuǎn)作為一種可連續(xù)的加工變形工藝,在理論上可以通過(guò)調(diào)節(jié)扭轉(zhuǎn)圈數(shù)的變化在試樣內(nèi)部無(wú)限量地累積大量剪切應(yīng)變, 使材料晶粒尺寸均勻細(xì)化至亞微米級(jí)甚至納米級(jí),從而獲得超細(xì)晶結(jié)構(gòu)材料。目前,國(guó)內(nèi)外針對(duì)高壓扭轉(zhuǎn)工藝的研究主要集中在結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用上,通過(guò)高壓扭轉(zhuǎn)加工以顯著細(xì)化晶粒,從而達(dá)到提高結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)韌性的目的。


二、多項(xiàng)鍛造技術(shù)


多向鍛造技術(shù)是幾種有代表性的強(qiáng)塑性變形方法之一,與其他方法(如等徑角擠壓和高壓扭轉(zhuǎn))相比,多向鍛造技術(shù)使用現(xiàn)有的工業(yè)裝備即可實(shí)現(xiàn)大塊致密材料的制備,可以大幅度提高材料性能,且工藝簡(jiǎn)單,成本低,因此有望直接應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。多向鍛造技術(shù)是一種自由鍛工藝。 形變過(guò)程中材料隨著外加載荷軸的變化而不斷地被壓縮和拉長(zhǎng),通過(guò)反復(fù)變形以達(dá)到細(xì)化合金晶粒、改善材料性能的效果。


多向壓縮是在多向鍛造技術(shù)的基礎(chǔ)上去掉拔長(zhǎng)工序, 在操作上采用固定比例的方形試樣,每道次壓縮 30%~45%,淬水,然后將變形試樣機(jī)加工成原比例的試樣,再沿第二軸進(jìn)行壓縮,反復(fù)壓縮變形以達(dá)到細(xì)化晶粒效果。多向壓縮可以精確地計(jì)算變形量,但在本質(zhì)上仍然屬于多向鍛造技術(shù)。


三、軋制技術(shù)


常規(guī)軋制是生產(chǎn)鎂合金板材的主要工藝。由于鎂合金的塑性成形能力有限,必須進(jìn)行小變形量多道次變形。在傳統(tǒng)的小道次壓下量多道次軋制過(guò)程中,滑移是鎂合金整個(gè)變形過(guò)程中的主要變形機(jī)制,且大部分的塑性變形是通過(guò)滑移實(shí)現(xiàn)的?;婊剖擎V合金中最易啟動(dòng)的滑移系統(tǒng),鑒于基面滑移只能提供 2 個(gè)獨(dú)立的滑移系,從而不能滿足均勻變形的要求。


為了啟動(dòng)非基面滑移,鎂合金的軋制一般需要在較高的溫度下進(jìn)行。雖然軋制溫度較高,但由于整體滑移系較少且鎂的層錯(cuò)能較低(相對(duì)鋁等金屬而言) ,因此鎂合金變形過(guò)程中極易誘發(fā)孿生以協(xié)調(diào)變形。晶界處和孿晶處的變形儲(chǔ)能比較高,因而容易發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。粗晶、剪切帶、孿晶和再結(jié)晶晶粒等可同時(shí)出現(xiàn)在鎂合金板材組織中。


鎂合金成型


這種組織不均勻性導(dǎo)致鎂合金板材的后續(xù)成形性能較差。外,鎂合金在傳統(tǒng)的多道次軋制過(guò)程中,隨著道次壓下量的增加,應(yīng)力容易在粗大晶粒的晶界處集中,導(dǎo)致板材的開(kāi)裂。此外,隨著軋制道次的增加,鎂合金的基面織構(gòu)明顯增強(qiáng),進(jìn)而增加后續(xù)道次變形的難度。


所謂高應(yīng)變速率軋制是指對(duì)鎂合金板坯進(jìn)行單道次大應(yīng)變軋制, 通過(guò)控制軋輥速度和板坯的厚度來(lái)獲得高應(yīng)變速率。 高應(yīng)變速率變形的應(yīng)變速率范圍與合金材質(zhì)和變形工藝有關(guān)。應(yīng)變速率過(guò)高時(shí),鎂合金變形時(shí)容易開(kāi)裂。對(duì)于鎂合金,軋制應(yīng)變速率在接近和稍高于時(shí)可以納入高應(yīng)變速率變形的范疇。鎂合金在較高的應(yīng)變速率下進(jìn)行軋制時(shí),可以獲得極高的孿晶和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核率,進(jìn)而獲得均勻的超細(xì)晶粒組織


四、 連續(xù)擠壓技術(shù)


連續(xù)擠壓技術(shù)有 CONFORM 連續(xù)擠壓、連續(xù)鑄擠和鏈帶式連續(xù)擠壓法等。其中,CONFORM 連續(xù)擠壓已經(jīng)得到了工業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用。 國(guó)內(nèi)鎂合金的連續(xù)擠壓技術(shù)研究主要集中在 CONFORM 連續(xù)擠壓上面。研究了擠壓輪轉(zhuǎn)速對(duì)坯料各層面速度分布的影響機(jī)制。結(jié)果表明,在連續(xù)擠壓的過(guò)程中,金屬在不同變形區(qū)域的流動(dòng)速度有差異。擠壓輪轉(zhuǎn)速越大,不同層面金屬的流動(dòng)速度差值越大,流動(dòng)的程度越不均勻。


這種流動(dòng)分布特點(diǎn)是由于輪槽面的摩擦驅(qū)動(dòng)力與型腔壁摩擦阻力的相互作用形成的。吳桂敏等對(duì) AZ31 鎂合金連續(xù)擠壓成形的工藝條件進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,變形金屬的等效應(yīng)力在壓實(shí)輪下方最高,等效應(yīng)變?cè)谀>呷肟谔幾畲?,型腔?nèi)的溫度最高。


以上就是今天鉅寶鎂為大家?guī)?lái)的鎂合金成形技術(shù)知識(shí)內(nèi)容,希望本文的知識(shí)內(nèi)容可以多多少少幫助到大家認(rèn)識(shí)一下鎂合金的成型技術(shù)。


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