CN100431730C - 变形镁合金连续挤压方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种变形镁合金连续挤压方法，属于有色金属塑性成型技术领域。其主要技术方案是将变形镁合金的圆线材坯料经送料轮送入旋转式连续挤压机内挤压，通过调整挤压轮面与槽封块弧面之间的接触长度和运转间隙，使变形镁合金坯料与带沟槽的旋转挤压轮之间产生挤压力，和摩擦产生热量，将变形镁合金坯料以连续大剪切变形方式直接在模具中挤压成制品。本发明的产品广泛应用于航天、航空、通讯、计算机、交通、汽车、机械等领域。
Description
技术领域
本发明属于有色金属塑性成型技术领域，涉及到变形镁合金管材、型材和线材的连续挤压方法。
背景技术
变形镁及镁合金具有低比重、高比强度和比刚度以及较低的原材料价格、可回收性好等显著优点，近年来，广泛应用于航天、航空、通讯、计算机、交通、汽车、机械等领域。目前变形镁及镁合金的应用主要是压铸件，但其由于受到压铸机械性能的限制，以及其金属流动性能的限制，变形镁及镁合金难于制备成大型及薄壁的构件，并且成品率较低，约为10％左右，因此就限制了镁及镁合金的应用。同样常规的热挤压生产镁合金难度也很大，主要是由于镁和多数镁合金属具有密排六方结构，室温下塑性变形相当困难，镁挤压产品表面不光滑，易于出现裂纹，挤压通路易堵塞等。所以，近年来变形镁及镁合金成型性研究就成了进一步发展的前沿课题。
国家发明专利ZL03111456.3公开了一种镁合金丝连续挤压方法。它是将挤压模、外包石墨片的镁合金锭、热挤压轴依次放入挤压筒中压实；然后连同托垫放入电炉中加热并保温，然后在压力机上挤压；同时控制丝挤出速度在1～5米/分钟。但是这些技术在挤压时坯料和模具温度始终维持在400℃～450℃左右，镁合金为半固态，并且为防坯料熔断用氮气吹挤压模出口处，并要在合理的润滑剂等条件下，甚至需要采用热挤压与热拉拔的复合工艺条件下才能完成，对模具和挤压机的要求几近苛求，挤压成本极高，效率极低，且只能挤压合金含量较低的镁合金。由于上述的挤压工艺中镁合金处于半固态，对于高含量的镁合金，将发生相变并且热挤压坯料极易氧化，模具长期处于高温工作状态对模具寿命也是不利的，因此挤压成本相对较高，效率较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种变形镁合金连续挤压方法，以解决现有挤压工艺上的不足，而且挤压能耗低，挤压成本低，效率高。
本发明的技术思路是，通过细化晶粒的方法可以显著改善镁及其合金的塑性加工性能，且大剪切变形方式更有利于细化晶粒。参考铝材连续挤压挤压技术，利用了镁合金坯料与旋转挤压轮之间的强摩擦所产生足够的挤压力和热量，将杆料、颗粒料或熔融金属以真正连续大剪切变形方式直接挤压成制品。
本发明的技术方案是：一种变形镁合金连续挤压方法，是将变形镁合金的圆线材坯料经送料轮送入旋转式连续挤压机内挤压，通过调整挤压轮面与槽封块弧面之间的接触长度和运转间隙，使变形镁合金坯料与带沟槽的旋转挤压轮之间产生挤压力，和摩擦产生热量，将变形镁合金坯料以连续大剪切变形方式直接在模具中挤压成制品。
本发明的方法利用镁合金在挤压过程中坯料晶粒尺寸的细化和大剪切变形，使产品组织性能均匀和塑性得到提高。同时生产工艺利用挤压过程中摩擦作功自身所产生的热量，不需要电加热或其它外加热形式，生产能耗低；并且高含量的镁合金在挤压过程中温度相对较低，只有200～400℃，镁合金不会发生相变，并在热挤压坯料过程中不会氧化，模具也能长期工作，因此挤压成本相对较低，效率较高。是生产超长度中小规格变形镁合金管材、型材和线材的先进方法。
具体实施方式
下面结合具体实施例详细描述本发明：
实施例1
一种变形镁合金连续挤压方法，是将AZ31型号镁合金铸锭坯料经125Ot热挤压机热挤压或经熔化炉熔化后通过水平结晶器制成直径为10-20mm(依据成品管材尺寸而定)的变形镁合金圆线材坯料，表面经过HNO3酸洗和清水漂洗干燥后，经送料轮送入改装的国产LJ300型铝材连续挤压机内挤压，通过调整挤压轮面与槽封块弧面之间的接触长度和运转间隙，使变形镁合金坯料与带沟槽的旋转挤压轮之间产生挤压力，和摩擦产生热量，将变形镁合金坯料以连续大剪切变形方式直接在模具中挤压出φ8×1mm的AZ31镁合金管材至φ18×1mm等规格的AZ31镁合金管材；在挤压过程中，挤压轮转速为12转/分钟，控制摩擦作功所产生热量使挤压出口温度保持在380℃，制品出口速度在31～32米/分钟波动。
实施例2
一种变形镁合金连续挤压方法，是将AZ31型号镁合金铸锭坯料经125Ot热挤压机热挤压或经熔化炉熔化后通过水平结晶器制成直径为10-20mm(依据成品型材尺寸而定)的变形镁合金圆线材坯料，表面经过HNO3酸洗和清水漂洗干燥后，经送料轮送入改装的国产LJ900型铝材连续挤压机内挤压，通过调整挤压轮面与槽封块弧面之间的接触长度和运转间隙，使变形镁合金坯料与带沟槽的旋转挤压轮之间产生挤压力，和摩擦产生热量，将变形镁合金坯料以连续大剪切变形方式直接在模具中挤压出20×10×2mm等规格的“T”型镁合金型材；在挤压过程中，挤压轮转速为15转/分钟，控制摩擦作功所产生热量使挤压出口温度保持在400℃，制品出口为速度在10～32米/分钟波动。
实施例3
一种变形镁合金连续挤压方法，是将AZ31型号镁合金铸锭坯料经125Ot热挤压机热挤压或经熔化炉熔化后通过水平结晶器制成直径为10-20mm(依据成品型材尺寸而定)的变形镁合金圆线材坯料，表面经过HNO3酸洗和清水漂洗干燥后，经送料轮送入改装的国产LJ500型铝材连续挤压机内挤压，通过调整挤压轮面与槽封块弧面之间的接触长度和运转间隙，使变形镁合金坯料与带沟槽的旋转挤压轮之间产生挤压力，和摩擦产生热量，将变形镁合金坯料以连续大剪切变形方式直接在模具中挤压出φ8-φ18mm的镁合金线材；在挤压过程中，挤压轮转速为10转/分钟，控制摩擦作功所产生热量使挤压出口温度保持在200～250℃，制品出口为速度在30～40米/分钟波动。
Claims (1)
1.一种变形镁合金连续挤压方法，是将变形镁合金的圆线材坯料经送料轮送入旋转式连续挤压机内挤压，其特征在于：通过调整挤压轮面与槽封块弧面之间的接触长度和运转间隙，使变形镁合金坯料与带沟槽的旋转挤压轮之间产生挤压力和摩擦，摩擦做功产生热量，将变形镁合金坯料以连续大剪切变形方式直接在模具中挤压成制品；在挤压过程中，挤压轮转速为10-15转/分钟，控制摩擦作功所产生热量使挤压出口温度保持在200～400℃之间，制品出口速度为10～40米/分钟。
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