[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

摘要

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。

主权项

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。