CN109127974A - 一种头盔用镁锂基合金导轨的锻造方法 - Google Patents

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吴国清
刘敬彬
吴超章
王金良
宋相家
文富华
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
    • B21J5/022—Open die forging

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种头盔用镁锂基合金导轨件的锻造方法。它基本上包括以下步骤：（1）板材坯料制备、模具设计（2）坯料时效处理（3）坯料预热（4）模具预热（5）喷涂脱模剂、锻造、脱模（6）冷切边。本发明所述锻造方法，可制造出形状复杂、薄壁、尺寸精度高的头盔用镁锂基合金导轨件，解决了镁锂基合金薄壁锻件的模锻精密成型问题，导轨件上取样拉伸强度大于150MPa、弯曲强度大于145MPa、弹性模量大于40GPa，大幅提高了头盔导轨件产品的使用寿命。

Description

一种头盔用镁锂基合金导轨的锻造方法
技术领域
本发明涉及一种头盔用镁锂基合金导轨件的锻造方法。
背景技术
镁锂合金具有高比强度、高比刚度，还具有良好的电磁屏蔽、防震等优点，在实现轻量化方面具有显著优势，因此，在通讯电子工业、军工和航空航天领域中有着广阔的应用前景。CN 12345641 A中介绍了镁合金壁薄锻造成型工艺， 吴立鸿、关绍康等人研究了镁合金的锻造成型工艺，但是关于镁锂基合金的锻造工艺尚未见诸报道。由于镁锂基合金性质活泼、易燃，锻造温度区间窄，锻造中容易出现裂纹、成型不完整等缺陷。本发明解决了壁薄、壁厚差大的镁锂基合金工件制备过程中成型困难的难题，可制造出形状复杂、薄壁、尺寸精度高的头盔用镁锂基合金导轨件。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种头盔用镁锂基合金导轨件的锻造成型方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：
一种头盔用镁锂基合金导轨件的锻造成型方法，它基本包括以下步骤：
（1）板材坯料制备、模具设计（2）坯料时效处理（3）坯料预热（4）模具预热（5）喷涂脱模剂、锻造、脱模（6）冷切边。
所述的镁锂合金中Li的含量为：2~18wt%。
所述的坯料制备为一定尺寸的镁锂基合金挤压、轧制或锻造板材，坯料在150~300℃进行时效8h的时效处理。
所述的模具参考镁锂基合金的膨胀系数，采用开式模锻设计，模具内置电加热装置，可在50~500℃下进行加热保温。
所述的坯料预热工艺为在150~350℃温度并保温0.5~6h。
所述的喷涂脱模剂、锻造、脱模过程为在模具型腔内喷涂脱模剂，然后对坯料进行锻造，锻造温度控制在150~400℃。锻造成型后，立刻进行脱模，脱模过程防止锻件变形。
所述的冷切边工艺为：待锻件完全冷却后，使用特定切边模具对锻件进行切边处理。
本发明提供的锻造方法具有以下特点：（1）可制造出形状复杂、薄壁、尺寸精度高的头盔用镁锂基合金导轨件，大幅提高了头盔导轨件产品的使用寿命（2）解决了镁锂基合金薄壁锻件的模锻精密成型问题。本发明的方法可以使镁锂基合金在成型及工件制备领域中得到广泛应用。
附图说明
图1是头盔用镁锂合金导轨件的锻造流程图。
具体实施方式
为了使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，下面对本发明的实施过程进行详细阐述。
实施例1
根据锻件图纸尺寸，选择与成品零件尺寸相近的一种镁锂合金（LA141）挤压板材作为坯料1，及采用开式模锻设计的模具。将坯料1放置在加热炉2中升温进行时效处理，时效过程的工艺参数为200~210℃时效8h，然后再将时效后的坯料3升温到235~245℃温度并保温1h。同时通过电热装置4对上模具5与下模具7进行加热并在230~240℃的温度下进行保温。在模具型腔内按照工艺要求喷涂水基脱模剂。完成上述工作后，将加热好的坯料6放在加热后的模具中，通过630T摩擦压力机对坯料进行锻造，锻造温度控制在225~235℃之间。锻造完成后立刻对镁锂合金工件进行脱模。待完全冷却后，使用特定切边模具9对锻件8进行切边处理。将切边后的锻件10进行后续机加工等制作成品。
实施例2
根据锻件图纸尺寸，选择与成品零件尺寸相近的一种镁锂合金（LA91）轧制板材作为坯料1，及采用开式模锻设计的模具。将坯料1放置在加热炉2中升温进行时效处理，时效过程的工艺参数为230~240℃时效8h，然后再将时效后的坯料3升温到250~260℃温度并保温3.5h。同时通过电热装置4对上模具5与下模具7进行加热并在240~250℃的温度下进行保温。在模具型腔内按照工艺要求喷涂油性脱模剂。完成上述工作后，将加热好的坯料6放在加热后的模具中，通过630T摩擦压力机对坯料进行锻造，锻造温度控制在235~245℃之间。锻造完成后立刻对镁锂合金工件进行脱模。待完全冷却后，使用特定切边模具9对锻件8进行切边处理。将切边后的锻件10进行后续机加工等制作成品。
实施例3
根据锻件图纸尺寸，选择与成品零件尺寸相近的一种镁锂合金（LZ141）锻造板材作为坯料1，及采用开式模锻设计的模具。将坯料1放置在加热炉2中升温进行时效处理，时效过程的工艺参数为210~220℃时效8h，然后再将时效后的坯料3升温到240~250℃温度并保温5h。同时通过电热装置4对上模具5与下模具7进行加热并在230~240℃的温度下进行保温。在模具型腔内按照工艺要求喷涂油性脱模剂。完成上述工作后，将加热好的坯料6放在加热后的模具中，通过630T摩擦压力机对坯料进行锻造，锻造温度控制在220~230℃之间。锻造完成后立刻对镁锂合金工件进行脱模。待完全冷却后，使用特定切边模具9对锻件8进行切边处理。将切边后的锻件10进行后续机加工等制作成品。
所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图说明内容所作的等效结构、等效流程变换或直接间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种头盔用镁锂基合金导轨件的锻造方法，包括如下步骤：（1）板材坯料制备、模具设计（2）坯料时效处理（3）坯料预热（4）模具预热（5）喷涂脱模剂、锻造、脱模（6）冷切边。
2.根据权利要求1所述的板材坯料，其特征在于：所述的镁锂基合金中Li的含量为2~18wt%。
3.根据权利要求1所述的板材坯料，其特征在于：所述的板材可通过挤压、轧制或锻造的方式获得。
4.根据权利要求1所述的模具设计，其特征在于：参考镁锂基合金的膨胀系数，采用模锻设计，模具内置电加热装置，可在50~500℃下进行加热保温。
5.根据权利要求1所述的坯料时效处理，其特征在于：坯料在150~300℃进行时效处理4~10h。
6.根据权利要求1所述的坯料预热，其特征在于：坯料预热工艺为在150~350℃温度并保温0.5~6h。
7.根据权利要求1所述的锻造、脱模过程，其特征在于：锻造温度控制在150~400℃。
8.根据权利要求1所述的冷切边，其特征在于：待锻件完全冷却后，使用特定切边模具对锻件进行切边处理。
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