AZ31B鎂合金比重小,是應用中最輕的金屬結構材料,比強度和比剛度高、電磁屏蔽效果好、抗震減震能力強、易于機加工成形,易于回收再利用,在航空、航天、汽車、3C產品以及軍工等領域得到了廣泛的應用,許多國家的政府、企業和研究機構對鎂合金及其成形技術高度重視,投入了大量人力、財力進行開發研究,并取得了大量的研究和應用效果。德國大眾(奧迪)汽車公司開發的鎂合金汽車覆蓋件的熱沖壓成形技術,成功地加工出汽車內門板,內鎂外鋁的混合車門,可比用鋼板減重50%,比用鋁板減重20%。
鎂合金AZ31B常用的成形方法有壓鑄、半固態鑄造、擠壓鑄造、擠壓和軋制等,其中鎂合金產品的80%是通過鑄造方法獲得。鎂合金AZ31B的沖壓成形是一種技術難度較高的生產工藝,但以其生產效率高、可直接使用性能優良的軋制板材而具有很大的市場優勢和廣闊的發展前景。
鎂合金手機外殼是和其它多種小零部件相互配合、有嚴格裝配關系的零件,考慮到實際使用時的互換性,在進行模具設計時仍然要對模具的型腔尺寸精度嚴格要求。
由于鎂合金手機外殼的拉深高度較小,因此設計時采用了一次拉深成形工藝。在模具結構中,采用了帶限位裝置(限位高度為S=0.6mm)的橡膠式彈性壓邊裝置,給凸緣變形區施加軸向力σ2,以防止拉深過程中制件起皺;采用了橡膠式彈頂機構以保證拉深時底面的平整和拉深制件不滯留在凹模型腔內;用220V電熱管環繞在拉深凸、凹模的周圍,給拉深模具提供合適的溫度梯度。
鎂合金板材的拉深生產是沖壓生產鎂合金手機外殼的關鍵工序,技術難度很高,主要工藝參數有拉深力、拉深速度、坯料溫度、模具預熱溫度、潤滑方式、模具圓角、模具間隙、壓邊力等,這些因素對坯料的拉深成形均有不同程度的影響。
在手機外殼的沖壓成形過程中,主要的失效形式是拉深成形時危險端面處的破裂。雖然有拉深力、壓邊力、模具園角、拉深間隙、拉深速度、模具溫度、坯料溫度等許多影響因素,且各個因素之間還相互作用,但從實際的拉深成形實驗過程看,溫度是最關鍵的影響因素。在慢拉深時,只有保證坯料和拉深模具合適的溫度,才能用0.6 mm厚的ZA31B板料拉深成形出完好的手機外殼。目前,我們通過反復實驗已初步掌握了拉深速度、坯料溫度、模具溫度等主要因素對鎂合金拉深成形的影響規律。 |
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