[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

说明书

本发明涉及一种制备超细晶镁合金管材的往复挤压加工方法，属于有色金属塑性加工与增强力学性能的技术领域。本发明的目的是针对现有超细晶镁合金制备技术中存在的仅能制备块体材料，无法满足日益增加的对超细晶镁合金管材的需求情况，在卧式液压往复挤压机上，在模具型腔内、加热状态下对镁合金管材进行往复挤压加工，镁合金管材在往复挤压过程中内径与外径发生变化，产生连续的等截面转角变形，通过连续往复挤压累积变形使镁合金管材经受剧烈塑性变形，使晶粒组织细化、致密，以获得具有增强力学性能的超细镁合金管材，扩展镁合金的使用范围与应用领域。

技术领域

本发明涉及一种制备超细晶镁合金管材的往复挤压加工方法, 属于有色金属塑性加工与增强力学性能的技术领域。

背景技术

镁的密度为1.74g/cm³，只有铝的2/3、钢的1/4，是目前最轻的金属结构材料，由其制成的镁合金具有密度低、比强度高、电磁屏蔽性能好等优点，镁及镁合金是世界公认的当今最具发展潜力的绿色工程金属材料，其在航空航天、汽车工业、电子工业等领域具有广泛的应用前景。然而，镁的强度低、耐腐蚀性能差，这在很大程度上限制了镁及镁合金的广泛应用。

为了制备超细晶镁合金，以增强其力学性能及耐腐蚀性能从而扩大其应用范围，目前常利用剧烈塑性变形技术。金属材料经剧烈塑性变形之后其晶粒组织可有效地被细化，从而获得亚微米级、纳米级的晶粒尺寸，力学性能及耐腐蚀性能大幅度提高。目前常见的剧烈塑性变形技术有等径角挤压、高压扭转、累积叠轧等，通过这些技术可以获得具有细小晶粒组织的金属材料，具有重要的应用价值，然而这些技术仍然存在着技术上的缺陷与弊端，而且这些技术仅能制备块体材料，无法满足日益增加的对超细晶镁合金管材的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有背景技术情况，在卧式液压往复挤压机上，在模具型腔内、加热状态下对镁合金管材进行往复挤压加工，镁合金管材在往复挤压过程中内径与外径发生变化，产生连续的等截面转角变形，通过连续往复挤压累积变形使镁合金管材经受剧烈塑性变形，使晶粒组织细化、致密，以获得具有增强力学性能的超细镁合金管材，扩展镁合金的使用范围与应用领域。

为达到上述目的，本发明一种制备超细晶镁合金管材的往复挤压加工方法采用如下技术方案：

（1）精选材料、化学试剂

对所使用的材料与化学试剂进行精选，并进行质量纯度控制：

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，99.7%；

丙酮：液态液体，99.0%；

砂纸：固态固体；

高温石墨：固态粉末。

（2）预处理镁合金管材坯料

①使用500目砂纸对镁合金管材坯料的内、外表面进行打磨，清除油污、氧化层等，然后使用1500目砂纸打磨镁合金管材坯料的内、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取出，并放在干燥架上，用吹风机将镁合金管材坯料的内、外表面吹干。

（3）预热镁合金管材坯料

镁合金管材坯料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。