[发明专利]一种管材挤压工艺优化方法

说明书

本申请属于材料加工技术领域。管材挤压工艺采用传统的表征试错法，非常低效，耗费大量人力财力，并且结果往往也不尽人意。本申请提供了一种管材挤压工艺优化方法，包括：在管材挤压的实验中测试收集一批原始的挤压工艺参数数据，并将每一个工艺对应的管材进行力学性能测试获得力学性能数据；在原始数据集上通过数据分析，建立并筛选模型来构建工艺和性能之间的关系；将模型应用到还未探索的挤压工艺空间，通过运算模型推荐出下一次的工艺条件；对推荐工艺进行实验，若实验结果不能满足性能要求，则将新的实验数据反馈到原始数据集中将其扩充并重新从步骤1至步骤4；若实验结果满足性能要求，则停止优化过程。快速优化工艺，减少人力财力的消耗。

技术领域

本申请属于材料加工技术领域，特别是涉及一种管材挤压工艺优化方法。

背景技术

镁及其合金是实际工程应用中最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、导热性好、电磁屏蔽效果佳、机加工性能优良、零件尺寸稳定和易回收等优点，成为航空、航天、汽车、计算机、电子、通信和家电等行业的重要新型材料。但由于镁合金的密排六方结构，滑移系较少，以及很强的基面织构，存在以下问题：1)强韧化效果有限(合金元素太多、密度提高，使轻量化的效果降低)，强度水平低、减轻重量的效果不明显。2)成形以铸造技术为主，性能低、缺陷多、可靠性差，常温下塑性变形困难，大多数镁合金需要在高温下成形。目前为了提升镁合金的性能，通常进行塑性变形处理。对于镁合金管材而言，挤压过程中涉及到众多的工艺参数，优化工艺进一步提高镁合金管材的性能是常用的一种手段。如果能快速优化工艺，突破镁合金高性能管材制造关键技术，将非常有利于扩大其应用。

为了解决这个问题并适应一些产品的应用，研究人员通常通过对镁合金进行变形处理来提高它的力学性能。针对镁合金管材，它是挤压成形，涉及到众多需要控制的工艺参数。对于材料而言，工艺直接影响材料的性能。很多研究人员希望能通过优化这些工艺参数去提高镁合金管材的综合力学性能，从而满足材料应用的性能要求。但传统方式上优化挤压工艺很多时候都是基于经验主义，试错法。尤其涉及到的参数非常多，且参数变化范围很广的情况下，效率非常低下，实验涉及到的表征测试验证要消耗大量的人力财力，而且结果也往往费力不讨好。

发明内容

1.要解决的技术问题

基于采用传统的表征试错法，研究人员通常只能对比少量的不同工艺条件下的镁合金管材的微观组织和力学性能，理解组织和性能的对应关系，进而去调控工艺，非常低效，耗费大量人力财力，并且结果往往也不尽人意的问题，本申请提供了一种管材挤压工艺优化方法。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种管材挤压工艺优化方法，所述方法包括如下步骤：

1)在管材挤压的实验中测试收集一批原始的挤压工艺参数数据，并将每一个工艺对应的管材进行力学性能测试获得力学性能数据；

2)在原始数据集上通过数据分析，建立并筛选模型来构建工艺和性能之间的关系；

3)将模型应用到还未探索的挤压工艺空间，通过运算模型推荐出下一次的工艺条件；

4)对推荐工艺进行实验，若实验结果不能满足性能要求，则将新的实验数据反馈到原始数据集中将其扩充并重新从步骤1)至步骤4)；若实验结果满足性能要求，则停止优化过程。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤1)中工艺参数数据包括加热时间，挤压比，挤压速度，炉温，挤压筒温度，出料口温度和挤压力峰值。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤1)中所述力学性能数据包括屈服强度和延伸率。

本申请提供的另一种实施方式为：所述步骤2)中所述数据分析包括处理缺失值和特征筛选得到有效的数据。