鎂合金手機(jī)外殼的沖壓工藝?yán)碚撆c實(shí)踐

1 引言

1.1 鎂合金的獨(dú)特性能

鎂合金密度低，是實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有比強(qiáng)度和比剛度高、電磁屏蔽效果好、抗震減震能力強(qiáng)、易于機(jī)加工成形和易于回收再利用等優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天、汽車(chē)、3C產(chǎn)品以及軍工等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的應(yīng)用潛力，從而引起了許多國(guó)家的政府、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)對(duì)鎂合金及其成形技術(shù)的高度重視,投入了大量人力、財(cái)力進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究,并取得了一定的效果 [1]。如德國(guó)大眾(奧迪)汽車(chē)公司開(kāi)發(fā)的鎂合金汽車(chē)覆蓋件的熱沖壓成形技術(shù),成功地加工出汽車(chē)內(nèi)門(mén)板,內(nèi)鎂外鋁的混合車(chē)門(mén),可比用鋼板減重50%,比用鋁板減重20%[2]。

1.2 鎂合金的塑性變形特點(diǎn)

鎂屬于密排六方晶體結(jié)構(gòu)，在室溫下只有1個(gè)滑移面（0001），滑移面上有3個(gè)密排方向，所以室溫下只有3個(gè)滑移，其塑性比面心和體心立方金屬都低。室溫下，鎂合金的塑性較差，變形困難，且易出現(xiàn)變形缺陷，這是由鎂合金自身本質(zhì)性質(zhì)決定的，也是制約變形鎂合金加工成形的本質(zhì)原因。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，溫度對(duì)鎂合金的塑性影響很大，溫度愈高，塑性愈好，變形抗力愈低，易于成型加工[3]。

2 鎂合金的沖壓成形

鎂合金常用的成形方法有壓鑄、半固態(tài)鑄造、擠壓鑄造、擠壓和軋制等,其中鎂合金產(chǎn)品的80 %是通過(guò)鑄造方法獲得 [1]。鎂合金的沖壓成形是一種技術(shù)難度較高的生產(chǎn)工藝，但以其生產(chǎn)效率高、可直接使用性能優(yōu)良的軋制板材而具有很大的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)和廣闊的發(fā)展前景。

在沖壓成形工藝中，拉深成形最為復(fù)雜，難度也較大。由于鎂合金晶體結(jié)構(gòu)是密排六方（Hcp），滑移系少，常溫下塑性較差，一般須在150℃以上進(jìn)行拉深成形。根據(jù)小坂田等人的研究結(jié)果,鎂合金板材在250℃左右拉深時(shí)其拉深比超過(guò)鋁合金和低碳鋼板的常溫拉深成形極限，在175℃時(shí)鎂合金板杯形件拉深的拉深比可達(dá)2.0,而在225℃時(shí)可達(dá)3.0,超過(guò)了鋼板和鋁板在室溫下的拉深比(分別為2.2和2.6)。在該溫度下鎂合金拉深成形性能與鋼板和鋁板在室溫下的拉深性能相近[4]。

本文以某手機(jī)外殼的沖壓生產(chǎn)為實(shí)例，對(duì)鎂合金板材的沖壓成形工藝進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。