鍛壓工（gōng）藝對高精度機床用鎂合金（jīn）阻尼性（xìng）能的影響-鍛壓機床網-數控機床市場網

您現在的位置：鍛壓機床網（wǎng）> 技術前沿>鍛壓工藝對高精度機床（chuáng）用鎂合金阻尼性能的影響

鍛壓工藝對高精度（dù）機床用鎂合金阻尼（ní）性能的影響

2018-7-4 來源：濰坊科技學院機械工程學作（zuò）者：劉鵬

摘（zhāi）要（yào）：采用不同的鍛壓工藝製備了高（gāo）精度機（jī）床用 Mg-Al-Zn-Ti 鎂合金試樣，並進行了試樣的顯微組織和阻尼性能測試和（hé）分析。結果表明：隨始鍛溫度或終鍛（duàn）溫度或鍛壓比的提高，合金的阻尼性能均先提高後下降。合金的始鍛溫度優選為 480 ℃、終（zhōng）鍛溫度優選為（wéi） 370 ℃、鍛壓比優選為 11。在 0.8 Hz 測試頻率下，始鍛溫度為（wéi） 480 ℃時合（hé）金阻尼性能較始鍛溫度為 420 ℃時提高了（le） 124%。

關鍵詞：鍛壓工藝；始鍛溫（wēn）度；終鍛溫度；鍛壓（yā）比；阻尼性能

密度低、可回收性佳和阻尼性能好的鎂合金，在高精度機床（chuáng）上具有極大的應用前景。采用鎂合金生產高（gāo）精度機（jī）床零部件，有利於改善機床的減震性能，提高機床的精度和可靠性（xìng）。但是在實（shí）際的生產過程中，鍛壓是高精度（dù）機床用鎂合金零部件的常用製（zhì）備工藝，鍛壓（yā）工藝對鎂合金的顯微組織和綜合（hé）性能產生明顯影響.但是，關於鍛壓工藝（yì）對高精度機床用鎂合金的阻尼性能影響鮮（xiān）有報道。為此（cǐ），木文采用不同的鍛壓工（gōng）藝製備高精度機床用鎂合金，並重點探討（tǎo）鍛壓工藝對高精度機床用鎂合金阻尼性能的影響，為鎂合金在高精（jīng）度機床上的應用提供試驗數據（jù）。

1、試驗材料與方法

1.1 試驗材料

以鎂錠、鋁錠、鋅粉、欽粉和Mg-5 Mn中間合金（jīn）為原料（liào）.采用中頻（pín）感應熔煉後鐵模（mó）澆注的方（fāng）法.製得（dé）高精度機床用鎂合金鑄錠。添加錳主要是（shì）用於除雜。鑄錠經400℃均勻化處理6h後，采用SPECTRO IQII型能量色散（sàn）X射線熒光光譜儀（yí）進行化學成分分析，結果如表1所示。將均勻化的鎂合（hé）金錠加工成小100 mmx 150 mm毛坯，在（zài）J23-100型鍛（duàn）壓機床上對均勻化後的鑄錠進行鍛壓成形，獲得高精度機床用鍛壓（yā）鎂合金試樣(以卜簡稱試樣)。其鍛壓工藝（yì）參數如表2所示。采用自製模具，模具由圓形模腔、壓頭、底座和模塊組成。

表1試樣（yàng）的化學成分(質量分數，%)

表2試樣的鍛（duàn）壓工藝參數

1.2 試驗方法

試樣經線（xiàn）切割（gē）、金相製樣和（hé）腐蝕後，用PG18型（xíng）金相顯微鏡觀察顯（xiǎn）微組織，並結合Image Pro Plus軟件計算試樣的平均（jun1）晶粒尺寸（cùn）。試樣的阻尼性能采用葛（gě）式低頻扭擺儀進行測試，試樣尺寸（cùn）為150mmxlmmxlmm.加熱爐升溫速率為1.5 0C /min ,測試溫度為25 ~ 275 0C、測試頻率為0.2 ~ 1.2 Hz，在升溫過程中測試試樣的阻尼性能，每次測量時間小於30s.

2、試驗結果及討論

2.1 始鍛溫度的影響

在（zài）終鍛溫度370 0C，鍛比11和模具溫度355 0C時(試樣1 ~ 4 )，不同始鍛溫度對試樣晶粒尺寸的影（yǐng）響如圖1所示。從圖可以看出，始鍛溫度對高精度機床用鎂合金（jīn）的平均晶粒尺寸產（chǎn）生明顯影響。隨始鍛溫度從420℃提高（gāo）至500 0C，高精度機（jī）床用鎂合金的平均晶粒尺寸先減小後增大（dà），合（hé）金晶粒先細化後粗化。其中當（dāng）始鍛溫度為480℃時，高精度機床用鎂合金晶粒最細小，平均晶（jīng）粒尺寸低至6.7 μm。

圖1 始鍛溫度對試樣晶粒尺寸的（de）影響

在終鍛溫度 370℃，鍛比 11 和（hé）模具溫度（dù） 355 ℃時不同始（shǐ）鍛溫度製備出（chū）的試樣（試樣（yàng） 1～4）在相同頻率（0.6Hz）下阻尼（ní）性能隨溫度變化情況（kuàng）如圖（tú） 2 所示。從圖可以看出，隨測試溫度增加（jiā），不同始鍛溫度製備的高精度機床用鎂合金阻尼係數逐漸（jiàn）增大（dà），合金的阻（zǔ）尼性能均逐漸提高。但在相同測試溫度下，隨始鍛溫（wēn）度提高，高精度機床用鎂合（hé）金的阻尼係數先增大（dà）後減小，合（hé）金的阻尼性能先提高後下降。在 25℃測試環境下，始鍛溫度為 480℃時高（gāo）精度機床（chuáng）用鎂（měi）合金（jīn）的阻尼性能最佳，阻尼係數（shù）最大（67×10-3），較始鍛溫（wēn）度為 420 ℃時提高了（le） 63%，較始鍛溫度為460 ℃時提高了 29%，較始鍛溫度為 500 ℃時提高了 12%。不同始鍛溫度製備出的試樣在相同測試溫度（225℃）下阻尼性能隨頻率的變化情況如圖 3 所示（shì）。從圖可以看（kàn）出，隨頻率增加（jiā），不（bú）同始鍛溫度製（zhì）備的（de）高精度機床（chuáng）用鎂合金阻尼係數逐漸減小，合金阻尼性能均逐漸下降。但（dàn）在相同頻率下，隨始鍛溫（wēn）度（dù）提高，高精度機床用鎂合金的阻尼係數也表現出先增大後減（jiǎn）小，合金的阻尼性能先提高後下降。在 0.8Hz 測試頻（pín）率環境（jìng）下，始鍛溫度為 480℃時高精度機床（chuáng）用鎂合金的阻尼性能最佳，阻尼係（xì）數（shù）最大（130×10-3），較始鍛溫度為 420 ℃時提高了 124%，較始鍛溫度為460℃時提高了 67%，較始鍛溫度為（wéi） 500 ℃時提高了23%。由此可以看出，從提高阻尼性能出發，高精度機床用 Mg-Al-Zn-Ti 鎂合（hé）金（jīn）的始鍛溫度優選為 480℃。

圖2 0.6 Hz 下不同始鍛溫度試樣的阻尼性能

圖3 在225℃測試溫（wēn）度下不同始鍛溫度（dù）試樣（yàng）的阻尼（ní）性能

2.2 終鍛溫度的影響

在始鍛溫度 480℃，鍛比 11 和模具溫度 355 ℃時（試樣 5、6、3、7），終鍛溫度對試樣晶粒尺寸的影響（xiǎng）如圖4所示。從圖（tú）4可以看出，終鍛溫度對高精度機床用鎂合金的平均晶粒尺寸產生明顯影響。隨終鍛溫度從320℃提高至380 0C，高精度機床用鎂合金的平均晶粒尺寸先減小後增大，合金晶粒先細化後粗化。其中當終鍛溫度為370℃時，高精度（dù）機床用鎂合金晶粒最細小（xiǎo），平均晶粒（lì）尺寸低至6.7 μm。

圖4 終鍛溫度對試樣晶粒尺寸的影響

不同終鍛溫度製備出的試樣在相同（tóng）頻率(0.6Hz) 下阻尼性能隨溫度變化情況如圖5所示。從圖可以看出，隨溫（wēn）度增加，不同終鍛溫度製備的高精（jīng）度機床用鎂合金阻尼（ní）係數逐漸增（zēng）大，合金的阻尼性（xìng）能均逐漸提高。但在相同溫度（dù）下，隨終鍛溫度提高，高精度機床（chuáng）用鎂合金的阻尼係數先增大（dà）後減小。在（zài）25℃測試環境下，終鍛溫度為370℃時高精度機床用鎂合金的（de）阻尼性能最（zuì）佳，阻尼係數最大(67x10-3);比終鍛溫度為（wéi）320℃時提高了49%，比終（zhōng）鍛溫度為350℃時提高了31%，比終鍛溫度為380℃時提高了16%。不同終鍛溫度製備出的試樣在相（xiàng）同溫度(225 0C )卜阻尼性能隨頻率的變化（huà）情況如圖6所示。從（cóng）圖可以看出，隨頻率增加，不（bú）同終鍛溫度製備（bèi）的（de）高精度機床用鎂合金（jīn）阻尼（ní）係數逐漸減小（xiǎo）.合金阻尼性能均逐漸下降。但在相同（tóng）頻率下，隨終鍛溫度提高，高精度機床用鎂合金的阻尼係數也表現出先增大後減小，合金的阻尼性能先提高（gāo）後下降（jiàng）。在0.8Hz測試頻率環境卜，終鍛溫度為370℃時高精度機床用鎂合金的（de）阻尼性能最佳，阻尼係數最大（dà）(130x10-3 );較終（zhōng）鍛（duàn）溫度為320℃時提高了210%，較終鍛溫度為350℃時提高了67%，較終鍛溫度為380℃時提高了38%。由此可（kě）以看出，從提高阻尼性能出發，高精度機床用Mg-AI-Zn-Ti鎂合金（jīn）的（de）終鍛溫度優選為370℃。

2.3鍛比的（de）影響

在（zài）始鍛溫度480 0C，終鍛溫度370 0C(試樣8,3,9)時，不同鍛比製備出的試樣平（píng）均晶粒尺寸統計結果如圖7所示。從圖可以看（kàn）出（chū），鍛比對高精機床用鎂（měi）合金的（de）平均晶粒尺寸產生明（míng）顯影響。隨鍛造比從7增大至15，高精度機床用鎂合金的平均（jun1）晶粒尺寸先減小後基（jī）木不變。

圖5 在0.6 Hz相同頻率下不同終鍛（duàn）溫（wēn）度試樣的阻尼係（xì）數

圖6 在225℃相（xiàng）同溫（wēn）度下不同終鍛（duàn）溫度試樣的阻尼係數

圖7鍛（duàn）造比對試樣（yàng）晶粒尺寸的影響

不同鍛比製備出的試樣在相（xiàng）同頻（pín）率(0.6 Hz ) 下阻（zǔ）尼性能（néng）隨溫度變化情況如圖8所示。從圖8可以看出，隨溫度增加，不（bú）同鍛比製備的高精度機床（chuáng）用鎂合金阻尼係數均逐漸增大，合金的阻尼性能均（jun1）逐漸提高。但在相同測試溫度（dù）下，隨鍛比提高，高精度（dù）機床用鎂合金的阻尼係數先增大後減小，合（hé）金的阻（zǔ）尼（ní）性能先提高後下降。在275℃測（cè）試環境下，鍛比為（wéi）11時高精度機床用鎂合（hé）金的阻（zǔ）尼性能最佳，阻尼係數最（zuì）(165x10-3);較（jiào）鍛比為7時（shí）提高了54%，較鍛比為15時（shí）提高了29%。不同（tóng）鍛比製（zhì）備出的試樣在相同測試溫度(225 0C )卜阻尼性（xìng）能隨頻率的變化情況如圖9所示。從（cóng）圖可以看出，隨頻率增加，不同鍛比製備的高精（jīng）度機床用鎂合金（jīn）阻（zǔ）尼係數（shù）逐漸（jiàn）減小，合金阻尼性能均逐（zhú）漸卜降。但在相同頻率下，隨鍛比（bǐ）提高，高精度機床用鎂合金（jīn）的阻尼係數也表現出（chū）先增大後減小，合金的阻尼性能先（xiān）提高（gāo）後下降。在0.8Hz測試頻率環境下，鍛比為11時高精度機床用鎂合金的阻尼性能最佳，阻尼係數最（zuì）大(130x10-3)，較鍛造比為7時提高了282%，較鍛比為15時提高了（le）136%。由此可以看出，從提高阻尼性能出發，高精（jīng）度機床用Mg-AI-Zn-Ti鎂合金的鍛比優選為11。

圖8在0.6 HZ下不同鍛比試樣（yàng）的（de）阻尼係數

圖9 在225℃測（cè）試溫度下不同鍛造比試樣的阻尼係（xì）數

3、結論（lùn）

(1)隨（suí）始鍛溫度從420℃提高至500 0C，高精度機床用Mg-A1-Zn-Ti鎂合金的（de）平均（jun1）晶粒尺寸先（xiān）減小後增大;在相同測試溫度或者相同頻率下，合金的阻（zǔ）尼性能（néng）均隨（suí）始鍛溫度增加而先提高後下降。在25 0C測試環境下，始鍛溫（wēn）度為480℃時合金阻尼性能分別較（jiào）始鍛（duàn）溫度（dù）為420,460,500℃時提高了63% ,29% ,12%。在0.8Hz測（cè）試頻率環境下，始鍛溫度為480℃時合金阻（zǔ）尼性能分別較始鍛溫度為420,460,500時提高了124% , 67% ,23%。

(2)隨終鍛溫度從320℃提高（gāo）至380 0C，高精度機床用Mg-A1-Zn-Ti鎂合金的平均晶粒（lì）尺寸（cùn）先減小後增大;在相同溫度或者相同（tóng）頻率下，合金的阻尼性能均隨終（zhōng）鍛（duàn）溫度增加表現出先提（tí）高後下降。在25℃測試環（huán）境下，終鍛（duàn）溫度為370℃時阻尼（ní）性能分別較終鍛溫度為320 ,350 ,380℃時提高了49%,31%,16%。在0.8 HZ測試頻率環（huán）境（jìng）下，終鍛溫度（dù）為3700C時阻尼性能（néng）分別較終鍛溫度為320,350,380℃時提高了210%,67%,38%。

(3)隨鍛比從7增大至15，高精度機床用Mg-A1-Zn-Ti鎂合金的平均晶粒尺寸先（xiān）減小後基（jī）木不變（biàn）;在相同測試溫（wēn）度或相同頻率下，合金的阻尼性能均隨鍛比增加而（ér）先提高後下降。在275℃測試環境（jìng）下，鍛比為11時合金的阻尼（ní）性（xìng）能分別較鍛比為（wéi）7,15時提高了54% ,29%。在0.8Hz測試頻率（lǜ）環境下，鍛比（bǐ）為（wéi）11時合金的阻尼性能分別較鍛比為7,15時（shí）提高了282%,136%。

(4)從提高高精度機床用Mg-AI-Zn-Ti鎂合金的（de）阻尼性能出發，合金（jīn）的始（shǐ）鍛溫度優選為480 0C，終鍛溫度（dù）優選為370 ℃，鍛比優選為11。

投稿箱：
如果您有機床行（háng）業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本網編輯部，郵箱（xiāng）：skjcsc@vip.sina.com

更多（duō）相（xiàng）關信息

名企推薦

業界視點

| 更多

行業數（shù）據

| 更多

博文選萃（cuì）

| 更多