[0001] 本发明涉及镁合金板塑性成形及表面处理领域，具体为一种镁合金板液压成形与水热处理复合工艺装置及其工作方法。

[0002] 镁合金板作为一种重要的轻质金属材料，在汽车、航空航天、电子等领域具有广泛的应用前景。然而，镁合金板在实际应用中常常面临成形性能有限、表面质量不佳等问题，限制了其更广泛的应用。

[0003] 在镁合金板的加工过程中，成形和表面处理是两个关键步骤。成形是将镁合金板加工成所需形状的重要工艺，而表面处理可以改善镁合金板的表面质量，提高其耐腐蚀性、耐磨性等性能。例如中国专利201610961371.5公开了一种镁合金板材的加工方法及镁合金板材，该方法包括：将第一预设量的目标粒度的纳米级碳化硅添加到镁合金原材料的溶液中，并搅拌均匀，获得目标混合溶液；将所述目标混合溶液加工为镁合金铸锭；将所述镁合金铸锭加工为第一预设厚度的镁合金板材，使得所述纳米级碳化硅弥散在镁合金晶体间；在所述镁合金板材表面喷涂石墨烯，形成第二预设厚度的石墨烯薄膜。在镁合金中添加纳米级碳化硅颗粒，使其弥散分布在镁合金晶体间，并在镁合金表面喷涂石墨烯防腐薄膜，从而获得具有高强度、耐腐蚀的镁合金板材，扩展了其应用范围，解决现有镁合金板材强度低、耐腐蚀性差的问题；
但如上述传统的镁合金板产品加工方法通常将成形和表面处理作为两个独立的
步骤进行，这不仅增加了加工成本，还可能导致加工过程中的材料浪费和性能损失。液压成形作为一种先进的成形技术，通过向模具型腔内部注入高温高压液体，使板坯发生塑性变形，从而获得所需的形状，具有成形精度高、成形力小、可加工复杂形状等优点。水热处理作为一种有效的表面处理方法，在特定的温度、时间和溶液条件下对镁合金板进行加热处理，使其表面形成一层致密的氧化膜，进而提高其耐腐蚀性，具有性能稳定、绿色友好、适用性广泛等特点。

[0004] 因此，将液压成形技术和表面水热处理相结合，开发一种镁合金板液压成形与水热处理复合工艺装置及其工作方法，具有重要的现实意义和应用价值。这种复合工艺装置能够同时实现镁合金板的成形和表面改性，提高加工效率和产品质量，降低生产成本，从而推动镁合金板在更多领域的应用。

[0005] 目前，虽然已有一些研究关注于镁合金板的成形技术和表面处理，但将两种工艺复合一起的技术几乎为空白。本专利旨在填补这一技术空白，为镁合金板的加工提供一种全新的解决方案，鉴于此，提出一种镁合金板液压成形与水热处理复合工艺装置及其工作方法。

[0025] 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员能够在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0026] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0027] 实施例，如图1‑4所示，本发明提供一种镁合金板液压成形与水热处理复合工艺装置及其工作方法，包括：凸模1、上模溢流管3、加热棒4、固定螺栓5、镁合金板6、下模溢流管9、下模进流管10、上模进流管12、固定螺母14、上模17和下模18；上模17、下模18和凸模1组成整个装置的主体；上模17和下模18上均设有吊耳，上模17的吊耳和下模18的吊耳通过固定螺栓5和固定螺母14进行连接固定；上模17通过软管连接件与上模进流管12和上模溢流管3相连通；下模18通过软管连接件与下模进流管10和下模溢流管9相连通；
上模17与凸模1之间接触部分设有凹槽放置密封圈，以保证密封性；上模17和下模
18内部接触部分设有凹槽用于放置密封圈，以保证密封性；镁合金板6固定在模具型腔内部且与上模17和下模18紧密接触；上模17和下模18的外表面分别设有两个开口用于放置加热棒4，加热棒4加热后通过热传导实现模具型腔内液体的温度达到镁合金板6所需要的液压成形和水热处理条件。

[0028] 本装置工作方法如下：S1、镁合金板6固定在模具型腔内部且与上模17、下模18紧密接触，加热棒4加热通
过热传导使模具型腔内部温度升高；
S2、下模18进流管截止阀11打开，在泵的作用下，成形和水热处理所需的液体进入
到下模18型腔中直至充满整个型腔后，下模进流管截止阀11关闭；
S3、凸模1在压力机的作用下下行对镁合金板进行冲压，冲压成形完成后凸模1上
行；
S4、上模进流管截止阀13打开，在泵的作用下，水热处理所需的液体通过上模进流
管12进入到上模17中直至充满整个上模17型腔后，上模进流管截止阀13关闭；
S5、模具型腔内部保温保压，镁合金板6的水热处理完成后，下模溢流管截止阀8打
开，下模18型腔内的液体在泵的作用下通过下模溢流管9排出到模具型腔外；
S6、上模溢流管截止阀2打开，上模17型腔内的液体在泵的作用下通过上模溢流管
3排出到模具型腔外，在液体排出的过程中，凸模1缓慢下行直至最后接触到镁合金板6，液体完全从上模17型腔排出。从而将液压成形工艺与水热处理工艺复合起来，实现一体化加工，减少了废料的产生和能源的消耗。液压成形精度高，可加工复杂形状，提高了加工效率和产品质量，降低生产成本。
本发明实施例的一个可选实施方式中，在上一实施例的基础上，步骤S1中，模具型
腔内部温度升高至120℃；步骤S2、S4中，水热处理所需的液体为5%碳酸钠溶液。水热处理采用5%碳酸钠溶液，减少了对环境的污染，更加符合环保节能的理念。

[0029] 本发明实施例的一个可选实施方式中，在上一实施例的基础上，步骤S5中，模具型腔内部保温温度为120℃，保温2h。复合工艺装置可根据需要调整工艺参数，具有生成灵活性，能够更好地适应市场需求的变化。

[0030] 本发明实施例的一个可选实施方式中，如图1‑2所示，上模17和下模18采用材料为模具钢，外轮廓直径大小相等，其侧边对称安装有吊耳15来实现上模17和下模18的连接与固定；密封圈采用丁腈橡胶加工制作而成，丁腈橡胶具有优异的耐磨性，能够在长时间使用过程中保持稳定的密封性能，良好的弹性使得丁腈橡胶密封圈能够紧密贴合模具接合面，有效防止液体渗漏。

[0031] 本发明实施例的一个可选实施方式中，如图1所示，上模进流管12上设置有上模进流管截止阀13，上模溢流管3上设置有上模溢流管截止阀2；下模进流管10上设置有下模进流管截止阀11，下模溢流管9上设置有下模溢流管截止阀8；上模进流管截止阀13和下模进流管截止阀11能够根据实际需要控制液体的流进；上模溢流管截止阀2和下模溢流管截止阀8能够根据实际需要控制液体的溢出；软管连接件与上模17、下模18、上模进流管12、上模溢流管3、下模进流管10和下模溢流管9之间均通过螺纹连接。截止阀可以在镁合金板成形和表面处理的过程中，根据实际需要控制液体的流进和溢出。

[0032] 工作原理：该装置其主体由上模、下模和凸模组成。镁合金板固定在模具型腔内部且与上模、下模紧密接触。上模和下模完成合模锁紧，加热棒加热通过热传导使模具型腔内部温度升高，模具型腔内部温度升高至120℃，下模进流管截止阀打开，在泵的作用下，5%碳酸钠溶液进入到下模型腔中直至充满整个型腔后，下模进流管截止阀关闭。凸模在压力机的作用下下行对镁合金板进行冲压，冲压成形完成后凸模上行。上模进流管截止阀打开，在泵的作用下，水热处理所需的5%碳酸钠溶液通过上模进流管进入到上模中直至充满整个上模型腔后，上模进流管截止阀关闭。模具型腔内部保温保压，保温温度为120℃，保温2h，镁合金板的水热处理完成后，加热棒停止加热，下模溢流管截止阀打开，下模型腔内的液体在泵的作用下通过溢流管排出到模具型腔外。上模溢流管截止阀打开，上模型腔内的液体在泵的作用下通过上模溢流管排出到模具型腔外，在液体排出的过程中，凸模缓慢下行直至最后接触到镁合金板，液体完全从上模型腔排出。

[0033] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其同等物限定。