CN204974777U - Az91d镁合金半固态胚料加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种AZ91D镁合金半固态胚料加工装置，涉及镁合金半固态加工装置技术领域。它包括AZ91D镁合金半固态胚料加工装置，包括模具本体、压板；模具本体的内部设有模具腔；模具腔的上部为一级圆柱形腔；一级圆柱形腔的上部开又与外界导通的进料口；压板滑动连接与一级圆柱形腔内部；一级圆柱形腔的下部依次为圆角过渡且直径递减的二级圆柱形腔、三级圆柱形腔；三级圆柱形腔的下端设有等径C形转角腔；等径C形转角腔的下端为模具本体的出料口。本实用新型可以连续制备镁合金半固态坯,逐级挤压并用转角结构产生剪切应力，提高球化率和生产效率。

Description

AZ91D镁合金半固态胚料加工装置

技术领域

本实用新型涉及镁合金半固态加工装置技术领域。

背景技术

镁合金由于具有较高的比强度、比刚度、减震性、耐磨性、导热性、电磁屏蔽性，易切削性和易回收性等良好的综合性能，而成为汽车、航空航天及电子通讯等行业的重要新型材料。在能源、资源日益严峻和环保问题日趋突出的今天，镁合金被誉为“21世纪的绿色工程结构材料”，具有良好综合性能的轻质镁合金正成为全球关注的热点。随着镁合金结构件应用比例的不断增大，对镁合金成形技术的要求也越来越高。镁合金的成形方法主要分为液态铸造和塑性变形两大类。由于镁属于密排六方晶体结构，滑移系较少，室温塑性较差，现在90％左右的镁合金工程结构件都是通过铸造方法制造。镁合金铸造方法有：砂型铸造、金属型重力铸造、熔模铸造、挤压铸造、低压铸造和压力铸造。这些铸造方法都需要专用的镁合金熔化炉，并且需采用覆盖剂或保护气体以防止熔化过程中镁的氧化燃烧，故资金投入大，而且存在严重的环境保护和安全隐患问题。同时，对于镁合金的主要成型方法-压力铸造方法而言，虽可成形复杂制件，但在成形厚大及不均匀铸件时存在缩孔、缩松、气孔等缺陷，从而降低了零件的力学性能。而镁合金塑性加工，虽可提高制件性能，但由于受其塑性变形能力的限制而只能生产形状极为简单的制件。半固态成形技术具有铸造和塑性加工两者的优点，即能用较小的力近净成形(仅需少量加工或不再加工，就可成型用作机械构件)出复杂形状的优质镁合金制件。半固态坯的制备是半固态成形的基础和关键。目前其主要制备方法有：机械搅拌法、电磁搅拌法、近液相线铸造法、应变诱发熔化激活法(SIMA)等。由于镁合金的易氧化特性，给液态法制备镁合金半固态坯料带来了困难，而SIMA法工艺简单、设备费用投入少，避免了熔体在高温时易氧化的弊端，所以SIMA法在镁合金半固态坯料制备中日益受到重视。已有的SIMA法主要是镦粗、等通道转角挤压，其中镦粗法不仅变形不均匀，而且坯料的尺寸受到很大的限制；等径道转角挤压制备的镁合金半固态坯料由于受到模具和设备的限制，每次只能制备长度较短的坯料，并且要经过多道次挤压以获得大的等效应变。中国专利文献CN100360700C(专利申请号03132471.1)公开了一种镁合金不等径弯道挤压-剪切诱导等温球化半固态坯复合制备方法，将坯料进行不等径弯道挤压，挤压比保持在1.5～2.0之间，弯道挤压角为90°，反复循环3～4次。但是这种方法需经过多道次挤压才能够将镁合金晶粒细化到较小尺寸，工序多，生产效率低，生产成本高；且每道次的挤压时间相对较长，若提高挤压速度会使产品的质量下降。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种AZ91D镁合金半固态胚料加工装置，其可以连续制备镁合金半固态坯,逐级挤压并用转角结构产生剪切应力，提高球化率和生产效率。

为解决上述问题，本实用新型采取的技术方案是：提供一种AZ91D镁合金半固态胚料加工装置，包括模具本体、压板；模具本体的内部设有模具腔；模具腔的上部为一级圆柱形腔；一级圆柱形腔的上部开又与外界导通的进料口；压板滑动连接与一级圆柱形腔内部，压板的上部传动轴贯穿过模具本体顶部延伸至模具本体外部；在一级圆柱形腔的下端部，模具本体上设有环绕一级圆柱形腔的滑槽；滑槽内滑动连接有挡板；挡板的外端贯穿过模具本体侧壁延伸至外部；一级圆柱形腔的下部依次为圆角过渡且直径递减的二级圆柱形腔、三级圆柱形腔；三级圆柱形腔的下端设有等径C形转角腔；等径C形转角腔的下端为模具本体的出料口；模具本体的侧壁与一级圆柱形腔、二级圆柱形腔、三级圆柱形腔以及等径C形转角腔的位置对应设置有加热线圈。

进一步优化本技术方案，AZ91D镁合金半固态胚料加工装置的压板的上部安装有A震动电机。

进一步优化本技术方案，AZ91D镁合金半固态胚料加工装置的在等径C形转角腔的转角处，模具本体的侧壁上安装有B震动电机。

采用上述技术方案，产生的有益效果为：1、镁铸坯直接从进料口进入一级圆柱形腔，用压板向下挤压对镁铸坯进行机加工，使其形状与一级圆柱形腔吻合，然后撤出挡板，继续挤压镁铸坯，镁铸坯在半固态的温度环境下依次进入逐级圆柱形腔挤压变形，并最后在等径C形转角腔经过三次剪切形变。一方面在模具内集成了镁铸坯的机加工，机加工结束后直接进入挤压工序，减少了操作时间，提高了加工效率；另一方面，本技术方案半固态镁合金不必反复的重复挤压，在逐级经过圆柱形腔和等径C形转角腔后，已经完成了三次挤压和三次等径转角剪切形变，球化率高，速度快。2、在压板向下推进镁铸坯的过程中，A震动电机可以加速镁铸坯的形变速度，减小下压阻力，提高镁合金与模具侧壁的充分接触，提高表面的平滑度。3、当镁合金经过等径C形转角腔时，阻力增大，B震动电机可以加速镁合金的剪切形变速度，降低阻力，提高枝状结晶的破碎。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中，1、模具本体；2、压板；3、一级圆柱形腔；4、进料口；5、传动轴；6、滑槽；7、挡板；8、二级圆柱形腔；9、三级圆柱形腔；10、等径C形转角腔；11、出料口；12、加热线圈；12、A震动电机；13、B震动电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1所示，AZ91D镁合金半固态胚料加工装置，包括模具本体1、压板2；模具本体1的内部设有模具腔；模具腔的上部为一级圆柱形腔3；一级圆柱形腔3的上部开又与外界导通的进料口4；压板2滑动连接与一级圆柱形腔3内部，压板2的上部传动轴5贯穿过模具本体1顶部延伸至模具本体1外部；在一级圆柱形腔3的下端部，模具本体1上设有环绕一级圆柱形腔3的滑槽6；滑槽6内滑动连接有挡板7；挡板7的外端贯穿过模具本体1侧壁延伸至外部；一级圆柱形腔3的下部依次为圆角过渡且直径递减的二级圆柱形腔8、三级圆柱形腔9；三级圆柱形腔9的下端设有等径C形转角腔10；等径C形转角腔10的下端为模具本体1的出料口4；模具本体1的侧壁与一级圆柱形腔3、二级圆柱形腔8、三级圆柱形腔9以及等径C形转角腔10的位置对应设置有加热线圈12；压板2的上部安装有A震动电机12；在等径C形转角腔10的转角处，模具本体的侧壁上安装有B震动电机13。

本实施例在使用时，首先将镁铸坯投入到进料口4内，然后借助液压装置对传动轴5施力，挡板7的初始状态为***状态，即将一级圆柱形腔3的下部封闭，镁铸坯在压板2与挡板7之间受压变形，同时挤压过程中启动A震动电机12和B震动电机13，当镁铸坯形状与一级圆柱形腔3的形状吻合后，拔出挡板7，继续下压压板2，加热线圈12对模具本体1加热，使之保持在半固态温度520℃～580℃。镁铸坯压入到一级圆柱形腔3后，***挡板7，继续填料，重复上述动作，实现连续生产半固态镁合金的流程。

本实施例中，A震动电机12以及B震动电机13均处于高温环境下，均采用长轴探入结构，防止电机损坏。另外，模具本体1工作时要整体处于保护气的环境下，防止氧化。

Claims (3)

1.一种AZ91D镁合金半固态胚料加工装置，其特征在于：包括模具本体(1)、压板(2)；模具本体(1)的内部设有模具腔；模具腔的上部为一级圆柱形腔(3)；一级圆柱形腔(3)的上部开又与外界导通的进料口(4)；压板(2)滑动连接与一级圆柱形腔(3)内部，压板(2)的上部传动轴(5)贯穿过模具本体(1)顶部延伸至模具本体(1)外部；在一级圆柱形腔(3)的下端部，模具本体(1)上设有环绕一级圆柱形腔(3)的滑槽(6)；滑槽(6)内滑动连接有挡板(7)；挡板(7)的外端贯穿过模具本体(1)侧壁延伸至外部；一级圆柱形腔(3)的下部依次为圆角过渡且直径递减的二级圆柱形腔(8)、三级圆柱形腔(9)；三级圆柱形腔(9)的下端设有等径C形转角腔(10)；等径C形转角腔(10)的下端为模具本体(1)的出料口(4)；模具本体(1)的侧壁与一级圆柱形腔(3)、二级圆柱形腔(8)、三级圆柱形腔(9)以及等径C形转角腔(10)的位置对应设置有加热线圈(12)。

2.根据权利要求1所述的AZ91D镁合金半固态胚料加工装置，其特征在于：压板(2)的上部安装有A震动电机(12)。

3.根据权利要求1所述的AZ91D镁合金半固态胚料加工装置，其特征在于：在等径C形转角腔(10)的转角处，模具本体的侧壁上安装有B震动电机(13)。