锻压工艺对高精度加工中心用镁合金阻尼性能的影响


伯特利数控 加工中心  钻攻中心  

 前言:

 密度低、可回收性佳和阻尼性能好的镁合金,在高精度加工中心上具有极大的应用前景關。采用镁合金生产高精度加工中心零部件,有利于改善加工中心的减震性能,提高加工中心的精度和可靠性。但是在实际的生产过程中,锻压是高精度加工中心用镁合金零部件的常用制备工艺,锻压工艺对镁合金的显微组织和综合性能产生明显影响但是,关于锻压工艺对高精度加工中心用镁合金的阻尼性能影响鲜有报道。为此,本文采用不同的锻压工艺制备高精度加工中心用镁合金,并重点探讨锻压工艺对高精度加工中心用镁合金阻尼性能的影响,为镁合金在高精度加工中心上的应用提供试验数据。

1试验材料与方法

1.1试验材料

以镁锭、铝锭、锌粉、钛粉和Mg-5Mn中间合金为原料,采用中频感应熔炼后铁模浇注的方法,制得高精度加工中心用镁合金铸锭。添加锰主要是用于除杂。铸锭经400°C均匀化处理6h后,采用SPECTROIQn型能量色散X射线荧光光谱仪进行化学成分分析,结果如表1所示。将均勻化的镁合金锭加工成小100mmxl50mm毛坯,在J23-100型锻压加工中心上对均勻化后的铸锭进行锻压成形,获得高精度加工中心用锻压镁合金试样(以下简称试样)。其锻压工艺参数如表2所示。采用自制模具,模具由圆形模腔、压头、底座和模块组成。

1.2试验方法

试样经线切割、金相制样和腐蚀后,用PG18型金相显微镜观察显微组织,并结合Image Pro Plus软件计算试样的平均晶粒尺寸。试样的阻尼性能采用葛式低频扭摆仪进行测试,试样尺寸为150mmxlmmxlmm加热炉升温速率为i.vc/min,测试温度为25?275 °C、测试频率为0.2?1.2Hz,在升温过程中测试试样的阻尼性能,每次测量时间小于30 s

2试验结果及讨论2.1始锻温度的影响

在终锻温度370°C ,锻比11和模具温度355 °C时(试样1?4),不同始锻温度对试样晶粒尺寸的影响如图1所示。从图可以看出,始锻温度对高精度加工中心用镁合金的平均晶粒尺寸产生明显影响。随始锻温度从420°C提高至500°C,高精度加工中心用镁合金的平均晶粒尺寸先减小后增大,合金晶粒先细化后粗化。其中当始锻温度为480°C时,高精度加工中心用镁合金晶粒最细小,平均晶粒尺寸低至6.7 |jum

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结束语:

 (1)  随始锻温度从420°C提髙至500°C,高精度加工中心用Mg-Al-Zn-Ti镁合金的平均晶粒尺寸先减小后增大;在相同测试温度或者相同频率下,合金的阻尼性能均随始锻温度增加而先提高后下降。在25 °C测试环境下,始锻温度为480°C时合金阻尼性能分别较始锻温度为420、460、500°C时提高了 63%、29%、12%。在0.8Hz测试频率环境下,始锻温度为480°C时合金阻尼性能分别较始锻温度为420、460、500 时提高了 124%、67%、23%。

(2)  随终锻温度从320°C提高至380°C,高精度加工中心用Mg-Al-Zn-Ti镁合金的平均晶粒尺寸先减小后增大;在相同温度或者相同频率下,合金的阻尼性能均随终锻温度增加表现出先提高后下降。在25°C测试环境下,终锻温度为370°C时阻尼性能分别较终锻温度为320、350、380 °C时提高了 49%、31%、]6%e0.8Hz测试频率环境下,终锻温度为370°C时阻尼性能分别较终锻温度为320、350、380 °C时提高了 210%、67%、38%

(3)  随锻比从7增大至15,高精度加工中心用Mg-Al-Zn-Ti镁合金的平均晶粒尺寸先减小后基本不变;在相同测试温度或相同频率下,合金的阻尼性能均随锻比增加而先提高后下降。在275 °C测试环境下,锻比为11时合金的阻尼性能分别较锻比为7、15时提高了 54%、29%。在0.8Hz测试频率环境下,锻比为11时合金的阻尼性能分别较锻比为7、15 时提高了 282%、136%。

(4)  从提高高精度加工中心用Mg-Al-Zn-Ti镁合金的阻尼性能出发,合金的始锻温度优选为480°C,终锻温度优选为370°C ,锻比优选为11。

 

 

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