新聞資訊
MB2鎂合金鍛造工藝研究
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-03-25
為確定MB2鎂合金在普通設備上直接鍛造時的工藝參數，開展了MB2鎂合金的鍛造工藝試驗研究。
1 引言
鎂合金是實用金屬中密度最低的金屬，具有比強度高、剛度好、抗震減噪性能好等特點，是較為理想的結構金屬材料，在航空、航天、汽車、3C產品以及軍工等領域具有廣泛的應用前景和巨大的應用潛力。過去，鎂合金主要應用于冶煉行業，而在結構材料方面的應用僅限于航空航天方面的少量需求。近年來，隨著鎂生產技術的發展，鎂合金作為結構材料的應用得到了極大關注。資料顯示，日本、新加坡和中國臺灣等在鎂合金的技術開發和產業化應用方面取得了較大的進展。
在開發某設備瞄鏡時，原設計中瞄鏡外殼的材料采用的是普通碳鋼，質量達7.8kg，由于其懸臂安裝在主機上，且要承受很大的沖擊振動，工作時由于沖擊振動的慣性作用，很容易發生變形直至失效。為了減輕瞄鏡殼體重量，且保證其強度要求，經充分論證最終選用了MB2鎂合金鍛造毛坯。為確定該合金在普通設備上直接鍛造時的工藝參數，開展了MB2鎂合金的鍛造工藝試驗研究。
2 鍛造鎂合金的特性
金屬鎂具有密集六方晶格結構，室溫下只有基面{0001}產生滑移，因此鎂合金在室溫下容易脆裂；在200℃以上時第1類角錐面{1011}產生滑移，塑性因此有所提高；在225℃以上時第2類角錐面{1012}也可能產生滑移，塑性提高更大。因此鎂合金宜在200℃以上進行成形加工。
MB2為Mg-Al-Zn系列不可熱處理強化的變形鎂合金，在熱態下具有較高的塑性，甚至在不利的應力應變狀態下也可以變形。但在較高溫度(尤其在400℃以上)下，MB2鎂合金很容易發生氧化，表面會瞬時形成一層銀白色、稍發灰且很薄的氧化膜，且與冷模接觸時，極易產生裂紋，因而其鍛造溫度范圍很窄。
3鍛造試驗
3.1試驗目的
通過對MB2鎂合金棒材在鍛造時爐膛保溫時間、鍛床夾板溫度、鍛打時間等工藝參數的對比分析，為制訂該合金的鍛造工藝提供依據。
3.2試驗材料及設備
(1)根據產品生產要求：選用Φ50mm×35mm棒材改鍛成Φ98mm×18mm毛坯；(2)鍛造設備：C41—560B鍛錘；(3)加熱設備：H30型箱式電爐(電子電位控溫)；(4)測溫設備：紅外測溫儀；3.3工藝流程棒材→加熱→一次鐓粗→毛坯。
3.4試驗設計
資料顯示，MB2鎂合金的鍛造溫度范圍應在350℃～400℃，根據經驗，影響鍛件質量的有爐膛保溫時間、鍛床夾板溫度、鍛打時間3個主要因素。為使試驗次數最少，把鍛造時間控制在資料推薦范圍之內，把另外3個主要影響因素分別劃分了如表1所示的3個水平，參照正交試驗設計方法，設計了如表2所示的9次試驗。 4試驗結果及分析
試驗后得到如表3所示的試驗結果，試驗結果顯示：YD-1～6號試驗，試樣在鍛錘上一次鍛造即發生開裂現象；YD-7～9號試驗，試樣的鍛造質量逐漸好轉，YD-9號試驗的試樣鍛造質量最佳。在低倍顯微鏡下對YD-9號試驗的試樣進行流線檢查，無流線不順現象，符合瞄鏡殼體的鍛造質量要求。 4.1 溫度對鍛造質量的影響
資料顯示，MB2鎂合金隨著加熱溫度的升高，其變形抗力逐漸變小[4]，其抗拉強度隨溫度變化的曲線如圖1所示。由圖1可知，在200℃時其抗拉強度達到125MPa，而在400℃時其抗拉強度降至35MPa。因此在高溫下，MB2的變形能力較高，鍛造性能好，與試驗結果相符。 因此，保持鍛造時的溫度是保證鍛造質量的關鍵所在，減少鍛打時間、提高鍛錘夾板溫度等措施都是為了達到這一目的。
4.2 爐膛保溫時間對鍛造質量的影響
試驗顯示，當爐膛保溫時間小于3.5h時，一次鍛造即出現開裂現象。因此，足夠的保溫時間能使MB2鎂合金得到充分的相變，從而滿足鍛造的需要。
經后續優化試驗，爐膛保溫時間可按下式進行估算：
T=(H×Δt)/60
式中T——爐膛保溫時間(h)
H——鍛造前毛坯厚度(mm)
Δt——每毫米厚材料保溫時間(經試驗可取Δt=10min/mm)
鎂合金是實用金屬中密度最低的金屬，具有比強度高、剛度好、抗震減噪性能好等特點，是較為理想的結構金屬材料，在航空、航天、汽車、3C產品以及軍工等領域具有廣泛的應用前景和巨大的應用潛力。過去，鎂合金主要應用于冶煉行業，而在結構材料方面的應用僅限于航空航天方面的少量需求。近年來，隨著鎂生產技術的發展，鎂合金作為結構材料的應用得到了極大關注。資料顯示，日本、新加坡和中國臺灣等在鎂合金的技術開發和產業化應用方面取得了較大的進展。
在開發某設備瞄鏡時，原設計中瞄鏡外殼的材料采用的是普通碳鋼，質量達7.8kg，由于其懸臂安裝在主機上，且要承受很大的沖擊振動，工作時由于沖擊振動的慣性作用，很容易發生變形直至失效。為了減輕瞄鏡殼體重量，且保證其強度要求，經充分論證最終選用了MB2鎂合金鍛造毛坯。為確定該合金在普通設備上直接鍛造時的工藝參數，開展了MB2鎂合金的鍛造工藝試驗研究。
2 鍛造鎂合金的特性
金屬鎂具有密集六方晶格結構，室溫下只有基面{0001}產生滑移，因此鎂合金在室溫下容易脆裂；在200℃以上時第1類角錐面{1011}產生滑移，塑性因此有所提高；在225℃以上時第2類角錐面{1012}也可能產生滑移，塑性提高更大。因此鎂合金宜在200℃以上進行成形加工。
MB2為Mg-Al-Zn系列不可熱處理強化的變形鎂合金，在熱態下具有較高的塑性，甚至在不利的應力應變狀態下也可以變形。但在較高溫度(尤其在400℃以上)下，MB2鎂合金很容易發生氧化，表面會瞬時形成一層銀白色、稍發灰且很薄的氧化膜，且與冷模接觸時，極易產生裂紋，因而其鍛造溫度范圍很窄。
3鍛造試驗
3.1試驗目的
通過對MB2鎂合金棒材在鍛造時爐膛保溫時間、鍛床夾板溫度、鍛打時間等工藝參數的對比分析，為制訂該合金的鍛造工藝提供依據。
3.2試驗材料及設備
(1)根據產品生產要求：選用Φ50mm×35mm棒材改鍛成Φ98mm×18mm毛坯；(2)鍛造設備：C41—560B鍛錘；(3)加熱設備：H30型箱式電爐(電子電位控溫)；(4)測溫設備：紅外測溫儀；3.3工藝流程棒材→加熱→一次鐓粗→毛坯。
3.4試驗設計
資料顯示，MB2鎂合金的鍛造溫度范圍應在350℃～400℃，根據經驗，影響鍛件質量的有爐膛保溫時間、鍛床夾板溫度、鍛打時間3個主要因素。為使試驗次數最少，把鍛造時間控制在資料推薦范圍之內，把另外3個主要影響因素分別劃分了如表1所示的3個水平，參照正交試驗設計方法，設計了如表2所示的9次試驗。 4試驗結果及分析
試驗后得到如表3所示的試驗結果，試驗結果顯示：YD-1～6號試驗，試樣在鍛錘上一次鍛造即發生開裂現象；YD-7～9號試驗，試樣的鍛造質量逐漸好轉，YD-9號試驗的試樣鍛造質量最佳。在低倍顯微鏡下對YD-9號試驗的試樣進行流線檢查，無流線不順現象，符合瞄鏡殼體的鍛造質量要求。 4.1 溫度對鍛造質量的影響
資料顯示，MB2鎂合金隨著加熱溫度的升高，其變形抗力逐漸變小[4]，其抗拉強度隨溫度變化的曲線如圖1所示。由圖1可知，在200℃時其抗拉強度達到125MPa，而在400℃時其抗拉強度降至35MPa。因此在高溫下，MB2的變形能力較高，鍛造性能好，與試驗結果相符。 因此，保持鍛造時的溫度是保證鍛造質量的關鍵所在，減少鍛打時間、提高鍛錘夾板溫度等措施都是為了達到這一目的。
4.2 爐膛保溫時間對鍛造質量的影響
試驗顯示，當爐膛保溫時間小于3.5h時，一次鍛造即出現開裂現象。因此，足夠的保溫時間能使MB2鎂合金得到充分的相變，從而滿足鍛造的需要。
經后續優化試驗，爐膛保溫時間可按下式進行估算：
T=(H×Δt)/60
式中T——爐膛保溫時間(h)
H——鍛造前毛坯厚度(mm)
Δt——每毫米厚材料保溫時間(經試驗可取Δt=10min/mm)
5結論
(1)鍛坯出爐溫度不能超過430℃，在350℃～400℃之間為宜；夾持板的溫度在300℃～355℃較為合適。
(2)如果鍛坯較薄，則散熱速度快，要求的鍛造時間更短，過薄的坯料幾乎無法進行鍛造；對厚大鍛坯，須增加鍛造火次，方能鍛造成功。
(3)鍛造時為降低摩擦力，須采用石墨、動物油等潤滑劑以利于MB2鎂合金的流動。
(4)經后續優化試驗，得出如表4所示的最佳鍛造工藝參數，對MB2鎂合金在普通設備上的鍛造生產具有一定的指導意義。
以上資料由上海艾荔艾金屬材料有限公司提供，歡迎新老客戶來電洽購。
本文來自上海艾荔艾金屬材料有限公司http://www.jshcn.cn，轉載請注明出處。