获取大胀形高度镁合金成形件的塑性加工成形方法

摘要

本发明公开了一种获取大胀形高度镁合金板材成形件的塑性加工成形方法，利用电致塑性激光冲击快速成形技术在室温下增大镁合金板材的成形极限与冲压深度。当进行激光冲击镁合金板材时，高能脉冲电源产生的高密度电流通过导电夹具进入镁合金板材内，促进镁合金板材内的原子扩散及高密度位错的晶体缺陷运动，减轻了激光冲击镁合金板材的加工硬化现象，降低其变形抗力，提高镁合金塑性成形性能，在高压高应变速率的激光冲击波下实现大曲率塑性成形，大大提高了镁合金板材的成形极限与冲压深度，得到胀形高度较大的成形件；并改善镁合金板材成形件内部的微结构，完成镁合金板材强化，使成形件具有良好的力学性能。

主权项

一种获取大胀形高度镁合金成形件的塑性加工成形方法，其特征是它包括以下步骤：     首先，采用工业酒精对待成形镁合金板材（6）的表面进行清洁，然后在经过清洁的待成形镁合金板材的上表面贴上柔性贴膜（10）；其次，将工作腔（3）置于五轴数控工作台（9）上，五轴数控工作台（9）用计算机控制系统（12）控制；第三，将凹模（7）放在工作腔（3）中，并将凹模（7）通过螺钉（8）固定在五轴数控工作台（9）上，再将待成形镁合金板材（6）置于凹模（7）上，且使贴有柔性贴膜（10）的一面朝上；第四，用两个压边装置（4）对称压装在待成形镁合金板材（6）上表面的柔性贴膜（10）上，同时，将两个导电夹具（5）分别夹在待成形镁合金板材（6）的两端，用导线将导电夹具（5）与高能脉冲电源（11）连接起来，使五轴数控工作台（9）、激光器（1）与计算机控制系统（12）进行电气连接；第五，将保护气体氮气充入工作腔（3）内，使氮气充满工作腔（3），最后密封；第六，启动计算机控制系统（12），使激光器（1）发出激光能量为300mJ~150J，光斑直径为200µm~10mm、脉宽为20~30ns、频率为8Hz，搭接率为75%的激光束经过反射镜（2）的作用到达柔性贴膜（10）上，产生高频高压的激光冲击波，按照实现预定好的冲击成形轨迹进行成形；与此同时，启动高能脉冲电源（11），高能脉冲电源(11)参数为：脉冲宽度为30~2000µs、频率为200~1500Hz、电流密度幅值为30~1000A/mm2，使其产生高密度电流通过导电夹具（5）流入镁合金板材（6）内部，在进行激光冲击镁合金板材(6)的同时，高能脉冲电源产生的高密度电流通过导电夹具（5）进入镁合金板材（6）内，促进镁合金板材（6）内的原子扩散及高密度位错的晶体缺陷运动，减轻激光冲击镁合金板材（6）的加工硬化现象，降低其变形抗力，提高镁合金塑性成形性能，得到胀形高度为8~45mm的成形件，并改善镁合金成形件内部的微结构，完成镁合金板材（6）强化，得到成形件；最后，打开工作腔(3)的密封口，取下柔性贴膜（10）和成形件。