[发明专利]一种高性能镁合金管材的挤压加工方法

摘要

本发明属于有色金属塑性加工技术领域，具体是一种高性能镁合金管材的挤压加工方法。解决了现有镁合金加工方法存在单次挤压变形量较小以及样品尺寸小且组织不均匀的技术问题。本发明在筒形挤压模具内、在加热状态下，对镁合金坯料进行挤压加工，使镁合金坯料由棒状变为管状，然后镁合金管材通过波纹状剪切挤压通道，且管材通过波纹状剪切挤压通道前后的直径不变，在此过程中产生多次剪切变形，既可细化晶粒组织，又可弱化基面织构，提高综合力学性能，应用范围较广。最终可制备出晶粒尺寸为500nm左右的高性能镁合金管材。

主权项

1.一种高性能镁合金管材的挤压加工方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）精选材料、化学试剂使用的化学物质材料为镁合金棒材、丙酮、无水乙醇、高温石墨粉、机油、砂纸（2）均匀化热处理镁合金棒材坯料在热处理炉中对镁合金棒材坯料（21）进行均匀化热处理，加热温度400℃，保温时间2h，取出后在空气中缓慢冷却；（3）预处理镁合金棒材坯料（4）配置高温石墨润滑剂用量筒量取1000ml的机油倒入到烧杯中，用药匙与电子天平量取600克的高温石墨粉加入到烧杯中，并用玻璃棒充分搅拌使其混合均匀，配置成高温石墨润滑剂；（5）预热镁合金棒材坯料开启真空气氛加热炉，将温度设定为200℃‑550℃，达到设定温度时，将镁合金棒材坯料21放入真空气氛加热炉内，保温0.5h‑5h；（6）挤压镁合金棒材坯料镁合金棒材坯料（21）的挤压加工是在卧式挤压机（2）上进行的，是在加热的挤压凹模（17）内，在固定挤压凸模（18）与挤压凸模（14）的作用下完成的；①制备挤压模具固定挤压凸模（18）用H13钢制备，呈圆柱状，在固定挤压凸模（18）纵向外壁部位设置有纵截面呈波纹状的剪切台阶，且该固定挤压凸模外壁上的剪切台阶（27）的内角为光滑倒圆角、范围为90‑120°，外角为尖角、范围为120‑150°，固定挤压凸模（18）外表面粗糙度为Ra0.04‑0.10μm；挤压凹模（17）用H13钢制备，呈圆筒状，在挤压凹模（17）纵向内壁部位设置有纵截面呈波纹状的剪切台阶，且该挤压凹模内壁上的剪切台阶（26）的内角为光滑倒圆角、范围为120‑150°，外角为尖角、范围为90‑120°，模腔内表面粗糙度为Ra0.04‑0.10μm；挤压凹模（17）套在固定挤压凸模（18）上，固定挤压凸模（18）顶端左侧的挤压凹模（17）模腔为柱状挤压通道（25）；挤压凹模内壁上的剪切台阶（26）与固定挤压凸模外壁上的剪切台阶（27）之间形成波纹状剪切挤压通道（19）；挤压凹模（17）的内壁与固定挤压凸模（18）的外壁在波纹状剪切挤压通道（19）的右侧形成右挤压通道（24）；挤压凹模（17）的内壁与固定挤压凸模（18）的外壁在波纹状剪切挤压通道（19）的左侧形成左挤压通道（23）；挤压凸模（14）用H13钢制备，横截面呈圆形；挤压凸模（14）与柱状挤压通道（25）相配合，挤压凸模（14）外壁的粗糙度为Ra0.04‑0.10μm；②固定挤压模具在挤压凹模（17）的内壁、固定挤压凸模（18）的外壁上涂抹高温石墨润滑剂，将挤压凹模（17）与固定挤压凸模（18）连接起来，安装在卧式挤压机的左、右固定支架（15、16）内，并置于加热套（20）内，将挤压凸模（14）伸入到挤压模具的柱状挤压通道（25），安装牢固，连接关系正确，按序操作；③开启加热套（20），加热挤压模具，将温度设定为200℃‑550℃，达到设定温度时保温0.5h‑5h；④放置镁合金棒材坯料在预热后的镁合金棒材坯料（21）的表面涂抹高温石墨润滑剂以润滑，退出挤压凸模（14），将镁合金棒材坯料（21）置于挤压模具的柱状挤压通道（25），然后将挤压凸模（14）伸入到挤压模具的柱状挤压通道（25），接触镁合金棒材坯料（21）；再次进行保温，保温时间为0.5h‑5h；⑤打开挤压伸缩压头开关（7），启动挤压伸缩压头（13），使挤压凸模（14）右行，对预先置于挤压模具柱状挤压通道（25）的镁合金棒材坯料（21）进行挤压，镁合金棒材坯料（21）在挤压凸模（14）的作用下向右流动，在固定挤压凸模（18）左侧顶端发生塑性变形，镁合金棒材坯料（21）逐渐变为镁合金管材（22），晶粒组织被初步细化；随着挤压凸模（14）的继续运动，镁合金管材（22）进入波纹状剪切挤压通道（19），且管材通过波纹状剪切挤压通道（19）前后的直径不变，在多个剪切台阶作用下坯料流速产生差异，发生多次剪切变形，晶粒组织被持续细化，且晶粒c轴不断发生倾转弱化基面织构；当挤压凸模（14）接触到固定挤压凸模（18）时，挤压伸缩压头（13）停止推进，完成挤压；⑥挤压完毕后，关闭加热套（20），退出挤压凸模（14），取出高性能镁合金管材，使之大空气中冷却。