镁合金板材冲压工艺研究及发展现状

近年来，冲压加工技术在工业领域中的迅速发展，特别是冷冲压加工技术。因冲压加工技术具有技术上和经济上的优势，使其在当代工业生产中得到了广泛重视，且占有相当重要的地位。在电子、电器、汽车、国防、通讯及日用品中处处可见冲压加工产品的影子，如冰箱门板、金属插接件、电脑和手机外壳、高压锅、搪瓷盆、汽车覆盖件、枪炮弹壳、飞机上的蒙皮等，冲压加工技术可以制造几乎所有的壳体类零件。
非金属材料和金属材料是工业上常用的冲压板料，非金属材料有塑料板、纸质板、纤维板、橡胶板等。金属材料主要有合金结构钢、铜合金、铝合金等。若具有轻质量、力学性能较好、抗震性能较好、无污染且易回收利用的变形镁合金能代替以上板材来制造冲压件，将达到令人满意的效果或甚至更好的效果如相对塑料板而言，镁合金弹性好，抗震性好，无污染易回收利用；相对铜合金和铝合金而言，镁合金轻质、节能。故对变形镁合金冲压成形性能与工艺的研究具有高度的学术价值，同时也具有很高的实用价值。这会很大程度上拓展变形镁合金的应用范围，加快变形镁合金冲压成形技术的发展。
目前，全世界的众多材料科研学者对镁合金冲压性能与工艺的研究产生了高度关注，逐渐投入了大量的精力。但大量的研究工作都集中在镁合金高温成形工艺上，通过提高成形的温度，镁合金的塑性会明显增强，有利成形，如中国科学院金属研究所的张士宏教授对镁合金 AZ31 板材热拉深成形工艺进行的研究，堂田帮明等对 AZ31 镁合金板材高温成形性能进行的研究；卢志文、张洪峰等对变形镁合金进行了中温冲压工艺的研究[32]。相反在室温下，因镁合金塑性较差，成形困难，而对镁合金的常温乃至低温成形工艺仍然鲜有研究报道，但也有少数科研工作者为此做出了不少的研究工作，如哈尔滨工业大学的钱鹏、胡连喜等对 AZ31 镁合金板材室温冲压成形性能进行了研究；重庆大学的汪张雷、黄光胜对 AZ31 镁合金板材冷冲压成形性能进行了研究。在高温下对变形镁合金板材进行冲压成形，工艺较为复杂，需配备加热和保温等设备，生产成本高，生产效率也低，且产品质量很难保证。如果镁合金板材能在常温下进行冲压加工（即冷冲压），则刚好能解决上述的工艺缺陷。若能实现镁合金板材冷冲压工艺，就能克服镁合金板材在冲压件上应用的关键技术难题。塑性成形工艺一直有许多理论和技术上的难题，因此在镁合金应用和开发中，塑性成形技术是公认的、最具挑战性的课题，而冷冲压成形技术则是更具挑战性的课题。