[发明专利]一种制备超细晶镁合金管材的往复挤压加工方法

权利要求书

1.一种制备超细晶镁合金管材的往复挤压加工方法，其特征在于，采用如下步骤：

（1）精选材料、化学试剂

包括镁合金管材坯料（24）、用作预处理的化学试剂以及高温石墨；

（2）预处理镁合金管材坯料

（3）预热镁合金管材坯料

镁合金管材坯料（24）置于通入氩气的加热炉中进行预热，预热温度为200℃至500℃，预热时间为0.5-5小时；

（4）往复挤压镁合金管材坯料

镁合金管材坯料（24）的往复挤压加工是在卧式液压往复挤压机（1）上进行的，是在加热的挤压凹模（23）内、固定挤压凸模（25）与左、右挤压环（18、19）的作用下完成的；

①制备往复挤压模具

挤压凹模（23）用Cr12MoV材料制备，横截面呈环形，模腔内设置有两个阶梯台阶，模腔内表面光滑，模腔内表面粗糙度为Ra0.08-0.32μm；

固定挤压凸模（25）用3Cr2W8V材料制备，横截面呈圆形，固定挤压凸模（25）表面粗糙度为Ra0.08-0.32μm；固定挤压凸模（25）与挤压凹模（23）之间形成挤压通道（28），固定挤压凸模（25）的两个阶梯台阶与挤压凹模（23）的两个阶梯台阶之间形成左、右剪切台阶（26、27）；

左、右挤压环（18、19）用3Cr2W8V材料制备，横截面呈圆环形，壁厚为2mm，左、右挤压环（18、19）表面粗糙度为Ra0.08-0.32μm；

②固定往复挤压模具

将连接好的挤压模具安装于卧式液压往复挤压机（1）的左、右模具固定支架（20、21）内，并置于加热套（22）内，在挤压凹模（23）模腔内表面、固定挤压凸模（25）表面与左、右挤压环（18、19）表面涂抹高温石墨以润滑，将左、右挤压环（18、19）伸入挤压凹模（23）模腔内，安装牢固，连接关系正确，按序操作；

③开启加热套（22），对往复挤压模具进行加热，加热温度为200-500℃，保温0.5-5小时；

④置放镁合金管材坯料

在预热后的镁合金管材坯料（24）表面涂抹高温石墨以润滑，退出左、右挤压环（18、19），将镁合金管材坯料（24）置于挤压凹模（23）内，并与固定挤压凸模（25）和挤压凹模（23）之间的左剪切台阶（26）接触，将左、右挤压环（18、19）伸入挤压凹模（23）模腔内，接触镁合金管材坯料（24）；

再次进行保温，保温时间为0.5-5小时；

⑤操纵左挤压环（18）下行，以左挤压环（18）为主压，挤压压强为600MPa，对预先置于挤压凹模（23）模腔内的镁合金管材坯料（24）进行挤压，镁合金管材坯料（24）在左挤压环（18）的作用下向右流动，并在固定挤压凸模（25）与挤压凹模（23）之间的左剪切台阶（26）处产生一次等截面转角挤压变形；在左挤压环（18）为主压的作用下，镁合金管材坯料（24）继续向右流动，在固定挤压凸模（25）与挤压凹模（23）之间的右剪切台阶（27）处产生第二次等截面转角挤压变形；当镁合金管材坯料（24）接触到右挤压环（19）时，操纵右挤压环（19）对镁合金管材坯料（24）施加背压，挤压压强为100MPa；当左挤压环（18）行至左剪切台阶（26）时，主压与背压发生变换，此时右挤压环（19）的挤压压强为600MPa，左挤压环（18）的挤压压强为100MPa；镁合金管材坯料（24）在右挤压环（19）为主压、左挤压环（18）为背压的作用下向左流动，镁合金管材坯料（24）在右剪切台阶（27）处产生第三次等截面转角挤压变形，在左剪切台阶（26）处产生第四次等截面转角挤压变形；当右挤压环（19）行至右剪切台阶（27）处时，完成一道次往复反挤压变形；循环往复挤压变形若干次，实现对镁合金管材坯料（24）的往复连续挤压加工，从而获得超细晶镁合金管材；

⑥连续循环往复挤压加工若干次后，实现对镁合金管材坯料（24）的连续往复挤压变形；

⑦往复挤压变形完成后，停机，停止加热，使超细晶镁合金管材在往复挤压模具内静置两分钟；

⑧退出左、右挤压环（18、19），取出往复挤压后的超细晶镁合金管材，在空气中冷却至室温；

（5）打磨、洁净处理

切除往复挤压后的超细晶镁合金管材的废料，对管材表面打磨并采用超声洗涤，得到最终产品。

2.如权利要求1所述的一种制备超细晶镁合金管材的往复挤压加工方法，其特征在于，步骤（1）中所述化学试剂包括无水乙醇和丙酮；还需要砂纸；各材料和化学试剂如下：

镁合金管材坯料：固态固体，含镁量为90%及以上；

无水乙醇：液态液体，纯度99.7%；

丙酮：液态液体，纯度99.0%；

砂纸：固态固体；

高温石墨：固态粉末；

步骤（2）预处理镁合金管材坯料具体步骤如下：

①使用500目砂纸对镁合金管材坯料（24）的内、外表面进行打磨，清除油污、氧化层，然后使用1500目砂纸打磨镁合金管材坯料（24）的内、外表面，使内、外表面清洁、光滑；

②称取体积比为1：1的无水乙醇溶液与丙酮溶液，并将其倒入玻璃清洗槽内，用玻璃棒搅拌使两种溶液混合均匀，配制成无水乙醇＋丙酮混合液；

③将装有无水乙醇＋丙酮混合液的玻璃清洗槽放入超声波清洗机内，把经打磨的镁合金管材坯料（24）置入清洗槽内的混合液中，并确保坯料被完全浸没，打开超声波清洗机进行超声波震动清洗，清洗时间为0.5-5小时；

④将洗涤后镁合金管材坯料（24）取出，并放在干燥架上，用吹风机将镁合金管材坯料（24）的内、外表面吹干。