CN101439363A - 一种镁合金挤压无缝管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镁合金挤压无缝管的制造方法，包括如下步骤：将设定成分的镁合金圆形铸块放入加热炉中加热；将上述加热后的镁合金铸块降温至设定温度；在上述降温后的镁合金铸块的端面开中心孔，并以此中心孔为基准挤压成型出无缝管。本发明所述镁合金挤压无缝管的制造方法中，以采用适当化学元素的镁合金再加上在用斜辊穿轧机挤压之前，先用中心打孔机在镁合金的被挤压的一个端面上进行钻孔，待中心孔形成后再进行挤压成型，从而可以减少镁合金挤压无缝管的内部缺陷。并且，由于不需再进行额外的消除内部缺陷的研磨及切割工艺，大大节约了人力成本和工时消耗，从而显著提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种无缝管的制造方法，尤其涉及一种镁合金挤压无缝管的制造方法。
背景技术
所谓镁合金，是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小(1.8g/cm3左右)，比强度高，弹性模量大，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。
目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。按成型方法分为变形镁合金和铸造镁合金两类。
镁合金在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。因此，镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的。
镁合金的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。另外，由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。
虽然镁合金的导热系数不及铝合金，但是，比塑料高出数十倍，因此，镁合金用于电器产品上，可有效地将内部的热散发到外面。
镁合金的电磁波屏蔽性能比在塑料上电镀屏蔽膜的效果好，因此，使用镁合金可省去电磁波屏蔽膜的电镀工序。
在弹性范围内，镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量比铝合金件大一半，所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。
镁合金熔点比铝合金熔点低，压铸成型性能好。镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当，一般可达250MPA，最高可达600多Mpa。
镁合金还个有良好的耐腐蚀性能，电磁屏蔽性能，防辐射性能，可做到100％回收再利用。
随着市场对镁产品需求应用领域的不断拓宽，从航空、航天、汽车零部件、钢铁脱硫、合金压铸件、3C产品的广泛应用，到民用产品的不断研发，以及镁合金技术的进一步研究，镁产品的发展愈来愈显现出它独特的不可替代的优点。
其中，变形镁合金的应用最为广泛，其代表产品—镁合金挤压无缝管可用于各种工厂或建筑结构、机器、汽车零部件等等。
为了制造镁合金挤压无缝管，现有技术中采用的方法是利用斜辊穿轧机对镁合金圆形铸块进行穿刺和挤压处理。然而，由于镁合金圆形铸块的热可加工性较差，因此，通过斜辊穿轧机穿刺和挤压处理的镁合金挤压无缝管易出现内表面缺陷，例如，内表面产生裂隙或内痂等。
为了消除上述内表面的缺陷，需要采取额外的工艺进行切割或研磨，由此消耗了大量的人力成本和工时，导致了生产效率显著降低，并且，内表面上过深的裂隙还会导致产品性能的下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镁合金挤压无缝管的制造方法，通过改进挤压工艺以克服现有技术中镁合金挤压无缝管易出现内表面缺陷的问题。
本发明所述的镁合金挤压无缝管的制造方法，包括如下步骤：
步骤101，将设定成分的镁合金圆形铸块放入加热炉中加热；
步骤102，将上述加热后的镁合金铸块降温至设定温度；
步骤103，在上述降温后的镁合金铸块的端面开中心孔，并以此中心孔为基准挤压成型出无缝管。
本发明所述的镁合金挤压无缝管的制造方法的步骤一中，镁合金圆形铸块的成分包括：质量比为3％～5％的铝、质量比为2％～4％的锌、质量比为0.8％～1.2％的锰、质量比为0.9％～1.3％的铋，质量比为的0.6％～1.1％钼，余量成分为镁。或者，还可以包括：质量比为8％～10％的锂和/或0.3％～0.8％的锑。
本发明所述的镁合金挤压无缝管的制造方法的步骤一中，镁合金圆形铸块的加热温度为850℃～950℃，加热时间为大于或等于镁合金圆形铸块直径的0.63倍，其中，所述加热时间的单位为分钟，所述镁合金圆形铸块直径的单位为毫米。优选方案为：所述镁合金圆形铸块的加热温度为870℃。所述加热时间为镁合金圆形铸块直径的1.2倍。
本发明所述的镁合金挤压无缝管的制造方法的步骤二中，加热后的镁合金铸块降温至350℃～400℃。
本发明所述的镁合金挤压无缝管的制造方法的步骤三中，以中心打孔机通过柱塞冲击的方式打孔，其中，冲击的角度为70～85度。优选方案为：所述中心打孔机冲击的角度为75度。且，所述中心孔的直径大于镁合金圆形铸块直径的40％。
本发明以采用适当化学元素的镁合金再加上在用斜辊穿轧机挤压之前，先用中心打孔机在镁合金的被挤压的一个端面上进行钻孔，待中心孔形成后再进行挤压成型，从而可以减少镁合金挤压无缝管的内部缺陷。并且，由于不需再进行额外的消除内部缺陷的研磨及切割工艺，大大节约了人力成本和工时消耗，从而显著提高生产效率。
附图说明
图1为本发明所述的镁合金挤压无缝管的制造方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述镁合金挤压无缝管的制造方法做进一步描述。
如图1所示，本发明所述镁合金挤压无缝管的制造方法，包括如下步骤：
步骤101，将设定成分的镁合金圆形铸块放入加热炉中加热。
本发明中，以采用适当化学元素的镁合金圆形铸块作为制造镁合金挤压无缝管的原料。
所述镁合金圆形铸块的成分可以包括：质量比为3％～5％的铝、质量比为2％～4％的锌、质量比为0.8％～1.2％的锰、质量比为0.9％～1.3％的铋，质量比为的0.6％～1.1％钼，余量成分为镁。或者，在上述基础上，还包括：质量比为8％～10％的锂和/或0.3％～0.8％的锑。其中，所述锂及锑是可选元素。
下表1列出了本发明实施例中镁合金圆形铸块所采用的具体化学元素的质量比例关系。
表1
采用上述化学元素的镁合金圆形铸块的延展性好，可以确保镁合金挤压无缝管的挤压质量。
本发明中，镁合金圆形铸块的加热温度为850℃～950℃，加热时间为大于或等于镁合金圆形铸块直径的0.63倍，其中，所述加热时间的单位为分钟，所述镁合金圆形铸块直径的单位为毫米。
所述镁合金圆形铸块的加热温度必须在850摄氏度以上，这样能够减轻挤压随后降温的镁合金圆形铸块的变形阻力，使得挤压操作更为顺畅，并且能够减少内部缺陷的产生。而所述加热温度还必须限定在950摄氏度以内，否则，则易出现内部缺陷。优选的镁合金圆形铸块的加热温度为870℃。
所述镁合金圆形铸块的加热时间必须大于或等于镁合金圆形铸块直径的0.63倍。如果在熔炉内的加热时间不能充分满足上述条件，则镁合金圆形铸块的中心部不能充分地熔化，从而不能确保铸块的质量均匀，这样也容易产生内部缺陷，并且影响壁厚的均匀性。优选的加热时间为镁合金圆形铸块直径的1.2倍。
步骤102，将上述加热后的镁合金铸块降温至设定温度。
本步骤中，采取将加热后的镁合金铸块降温至350℃～400℃。
步骤103，在上述降温后的镁合金铸块的端面开中心孔，并以此中心孔为基准挤压成型出无缝管。
经过步骤101的加热镁合金圆形铸块及步骤102的将镁合金圆形铸块降温至设定温度。本步骤中，采用中心打孔机从镁合金圆形铸块的一个端面开始形成中心孔。该中心打孔机通过柱塞冲击的方式打孔，其中，冲击的角度为70～85度。优选的冲击角度为75度。且须保证：中心孔的直径大于镁合金圆形铸块直径的40％。
中心打孔机形成中心孔后，即可利用斜辊穿轧机以此中心孔为基准，进行挤压成型出无缝管。
表2列出了对不同直径的镁合金圆形铸块，以不同的冲击角度，形成不同直径的中心孔情况下，最终挤压成型的镁合金无缝管的内部缺陷对比关系。
表2
| 材料 | 铸块直径(mm) | 冲击角度 | 中心孔直径 | 结果 |
| 镁合金1 | 120 | 75 | 48 | 无内部缺陷 |
| 镁合金2 | 125 | 75 | 52 | 无内部缺陷 |
| 镁合金3 | 130 | 80 | 53 | 少量间隙 |
| 镁合金4 | 120 | 82 | 52 | 无内部缺陷 |
| 镁合金5 | 130 | 85 | 60 | 少量间隙 |
由表2可以看出，本发明所述镁合金挤压无缝管的制造方法可有效减少镁合金挤压无缝管的内部缺陷，且减少了额外的研磨及切割工艺，大大节约了人力成本和工时消耗，从而显著提高生产效率。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种镁合金挤压无缝管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将设定成分的镁合金圆形铸块放入加热炉中加热；
步骤二，将上述加热后的镁合金铸块降温至设定温度；
步骤三，在上述降温后的镁合金铸块的端面开中心孔，并以此中心孔为基准挤压成型出无缝管。
2.如权利要求1所述的镁合金挤压无缝管的制造方法，其特征在于，所述步骤一中，镁合金圆形铸块的成分包括：质量比为3％～5％的铝、质量比为2％～4％的锌、质量比为0.8％～1.2％的锰、质量比为0.9％～1.3％的铋，质量比为的0.6％～1.1％钼，余量成分为镁。
3.如权利要求2所述的镁合金挤压无缝管的制造方法，其特征在于，所述步骤一中，镁合金圆形铸块的成分还包括：质量比为8％～10％的锂和/或0.3％～0.8％的锑。
4.如权利要求1所述的镁合金挤压无缝管的制造方法，其特征在于，所述步骤一中，镁合金圆形铸块的加热温度为850℃～950℃，加热时间为大于或等于镁合金圆形铸块直径的0.63倍，其中，所述加热时间的单位为分钟，所述镁合金圆形铸块直径的单位为毫米。
5.如权利要求4所述的镁合金挤压无缝管的制造方法，其特征在于，所述步骤一中，镁合金圆形铸块的加热温度为870℃。
6.如权利要求4所述的镁合金挤压无缝管的制造方法，其特征在于，所述步骤一中，所述加热时间为镁合金圆形铸块直径的1.2倍。
7.如权利要求1所述的镁合金挤压无缝管的制造方法，其特征在于，所述步骤二中，加热后的镁合金铸块降温至350℃～400℃。
8.如权利要求1所述的镁合金挤压无缝管的制造方法，其特征在于，所述步骤三中，以中心打孔机通过柱塞冲击的方式打孔，其中，冲击的角度为70～85度。
9.如权利要求8所述的镁合金挤压无缝管的制造方法，其特征在于，所述步骤三中，所述中心打孔机冲击的角度为75度。
10.如权利要求1所述的镁合金挤压无缝管的制造方法，其特征在于，所述步骤三中，中心孔的直径大于镁合金圆形铸块直径的40％。
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