CN102400071B - 一种大直径高强耐热镁合金管材的挤压变形工艺 - Google Patents
一种大直径高强耐热镁合金管材的挤压变形工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102400071B CN102400071B CN 201110360354 CN201110360354A CN102400071B CN 102400071 B CN102400071 B CN 102400071B CN 201110360354 CN201110360354 CN 201110360354 CN 201110360354 A CN201110360354 A CN 201110360354A CN 102400071 B CN102400071 B CN 102400071B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnesium alloy
- equal
- extrusion
- temperature
- strength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
本发明涉及一种大直径高强耐热镁合金管材的挤压变形工艺。合金成分为（w%）：Gd：6-13%，Y：2-6%，Zr：0.3-0.8%，Mg：余量。本发明具体实施步骤为：采用半连续铸造方法制备镁合金锭坯，将锭坯锯切、均匀化、空冷后去皮、加热保温后进行挤压，其中坯料温度400-405℃；挤压模具温度380-385℃；最后进行205-215℃/30-50h等温时效。所得管材外径40-70mm，壁厚3-6.5mm。管材力学性能为：挤压态室温抗拉强度≥340MPa，屈服强度≥240MPa，伸长率≥13.6%。T5态（挤压+时效）室温时抗拉强度≥420MPa，屈服强度≥318MPa，伸长率≥3%；250℃时抗拉强度≥320MPa，伸长率≥12%；300℃时抗拉强度≥230MPa，伸长率≥20%；350℃时抗拉强度≥100MPa，伸长率≥45%。
Description
技术领域
本发明涉及镁合金的挤压变形加工领域，特别涉及一种大直径高强耐热镁合金管材的挤压变形工艺。
背景技术
镁合金是最轻的可用金属结构材料，具有低密度、高比强度、导热性好、减震能力强、易切削、可回收以及尺寸稳定等优点。在航空航天领域，飞行器质量每减轻1Kg，比功率可以提高约30%；而电器产品壳体和架体要具有良好的导热，减震及电磁屏蔽等特点；运输行业则由于节能减排也要求运输工具的重量降低；这表明镁合金成为21世界极具发展潜力的材料。
其中镁合金管类件广泛应用于航空、汽车及电子电器等工业领域。而采用挤压技术加工管材具有许多突出的特点：降低原材料的消耗；零件的机械性能好；在挤压变形后，金属材料的晶粒组织更加致密。因此深入研究镁合金管材挤压技术，探索出一种制备大直径高强耐热镁合金管材的挤压工艺具有十分重要的意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种大直径高强耐热镁合金管材的挤压变形工艺。通过调节锭坯挤压温度、挤压模具温度、挤压速度及挤压比等工艺参数，寻求一种高强耐热镁合金管材的挤压变形工艺，经最终热处理后，使镁合金管材室温时抗拉强度≥420MPa，屈服强度≥318MPa，伸长率≥3%；250℃时抗拉强度≥320MPa，伸长率≥12%；300℃时抗拉强度≥230MPa，伸长率≥20%；350℃时抗拉强度≥100MPa，伸长率≥45%。
本发明高强镁合金由下述组分组成（wt%）：Gd：6-13%，Y：2-6%，Zr：0.3-0.8%，Mg：余量。
本发明挤压变形工艺，包括以下具体步骤：
⑴ 采用半连续铸造方法制备出直径130-210mm，长3000-5000mm的镁合金锭坯；
⑵ 将镁合金锭坯锯切后进行均匀化处理，空冷至室温后去皮，得到镁合金坯料；
⑶ 加热挤压模具及挤压筒， 温度保持在380 -385℃；
⑷ 将经过均匀化处理的镁合金坯料在400-405℃温度下保温1-3 h后，放入预先加热的挤压筒中，在1800/3600T卧式油压上进行挤压，挤压比为19-36，挤压速度为18-35mm/s 挤压后管材规格为：外径40-70mm，壁厚3-6.5mm，长3000-6000mm；
⑸ 挤压后合金进行等温时效热处理，时效工艺为205-215℃/30-50h。
镁合金挤压管材的质量受镁合金锭坯质量、锭坯温度、挤压模具温度、挤压速度、挤压比、和矫直工艺等条件的影响。其中锭坯质量对挤压管材质量起决定作用，锁孔、疏松、夹杂物以及组织状态将影响到管材的表面质量和力学性能。挤压工艺的选取也直接影响着管材制品的质量，增大挤压比可显著细化晶粒，而镁合金的强度及塑性受晶粒大小影响尤为明显，晶粒越小，其强度和延伸率越高；适当降低挤压温度可以避免再结晶晶粒长大，从而提高挤压制品的强度。本发明的特点在于：①挤压锭坯为镁合金半连续铸造锭坯，半连续铸造方法制备所得锭坯组织匀细，致密度高，气孔、夹杂疏松等缺陷少，表面质量好，从而获得了高强度的镁合金挤压管材。②采用半连续铸造方法可制备出大规格镁合金锭坯，从而可在大挤压比下挤压出大规格管材，通过配合热处理工艺获得室温强度≥420MPa， 250℃时强度≥320MPa，300℃时强度≥230MPa，350℃时强度≥100MPa的大直径高强耐热镁合金管材。
本发明通过调节上述参数，做了大量对比实验。下面结合实施例对本发明进一步说明。这些实施例是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明构思前提下对本发明工艺进行改进，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式：
实施例1：
首先采用半连续铸造方法制备出直径130mm，长3000mm的镁合金锭坯，然后将镁合金锭坯锯切并后进行均匀化处理、空冷至室温后去皮，得到镁合金坯料，加热挤压模具及挤压筒，其温度为380℃。然后将镁合金坯料加热至400℃保温1.5h后放入挤压筒中（挤压筒内径125mm），在1800T卧式油压机上进行挤压，挤压速度为30-35mm/s，挤压比为35.2，挤压后管材规格为：外径40 mm，壁厚3mm，长6000mm，挤压产品进行205℃/50h等温时效处理。根据GB/T228-2002进行室温力学性能测试，结果见表1；根据GB/T 4338-1985进行高温力学性能测试，结果见表2。
实施例2：
首先采用半连续铸造方法制备出直径130mm，长5000mm的镁合金锭坯，然后将镁合金锭坯锯切并后进行均匀化处理、空冷至室温后去皮，得到镁合金坯料，加热挤压模具及挤压筒，其温度为380℃。然后将镁合金坯料加热至400℃保温1.5h后放入挤压筒中（挤压筒内径125mm），在1800T卧式油压机上进行挤压，挤压速度为25-30mm/s，挤压比为19.5，挤压后管材规格为：外径54 mm，壁厚4mm，长4000mm，挤压产品进行215℃/30h等温时效处理。根据GB/T228-2002进行室温力学性能测试，结果见表1；根据GB/T 4338-1985进行高温力学性能测试，结果见表2。
实施例3：
首先采用半连续铸造方法制备出直径210mm，长5000mm的镁合金锭坯，然后将镁合金锭坯锯切并后进行均匀化处理、空冷至室温后去皮，得到镁合金坯料，加热挤压模具及挤压筒，其温度为380℃。然后将镁合金坯料加热至400℃保温1.5h后放入挤压筒中（挤压筒内径200mm），在3600T卧式油压机上进行挤压，挤压速度为18-25mm/min，挤压比为24.2，挤压后管材规格为：外径70 mm，壁厚6.5mm，长3000mm，挤压产品进行210℃/40h等温时效处理。根据GB/T228-2002进行室温力学性能测试，结果见表1；根据GB/T 4338-1985进行高温力学性能测试，结果见表2。
Claims (3)
1.一种大直径高强耐热镁合金管材的挤压变形工艺，合金质量百分组成为，Gd：6-13%，Y：2-6%，Zr：0.3-0.8%，Mg：余量，其特征在于包括以下步骤：
采用半连续铸造方法制备出直径130-210mm，长3000-5000mm的镁合金锭坯；
将镁合金锭坯锯切后进行均匀化处理，空冷至室温后去皮，得到镁合金坯料；
加热挤压模具及挤压筒， 温度保持在380 -385℃；
将经过均匀化处理的镁合金坯料在400-405℃温度下保温1-3 h后，放入预先加热的挤压筒中，在挤压机上进行挤压，挤压比为19-36，挤压速度为18-35mm/s；
挤压后合金进行等温时效热处理，时效工艺为205-215℃/30-50h，得到挤压态室温抗拉强度≥340MPa，屈服强度≥240MPa，伸长率≥13.6%，T5态室温时抗拉强度≥420MPa，屈服强度≥318MPa，伸长率≥3%；250℃时抗拉强度≥320MPa，伸长率≥12%；300℃时抗拉强度≥230MPa，伸长率≥20%；350℃时抗拉强度≥100MPa，伸长率≥45%的大直径高强耐热镁合金管材。
2.根据权利要求1所述大直径高强耐热镁合金管材的挤压变形工艺，其特征在于：所述大直径高强耐热镁合金管材的规格为，外径40-70mm，壁厚3-6.5mm，长3000-6000mm。
3.根据权利要求1所述大直径高强耐热镁合金管材的挤压变形工艺，其特征在于：所述的挤压机为1800/3600T卧式油压挤压机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110360354 CN102400071B (zh) | 2011-11-15 | 2011-11-15 | 一种大直径高强耐热镁合金管材的挤压变形工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110360354 CN102400071B (zh) | 2011-11-15 | 2011-11-15 | 一种大直径高强耐热镁合金管材的挤压变形工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102400071A CN102400071A (zh) | 2012-04-04 |
| CN102400071B true CN102400071B (zh) | 2013-03-13 |
Family
ID=45882709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201110360354 Expired - Fee Related CN102400071B (zh) | 2011-11-15 | 2011-11-15 | 一种大直径高强耐热镁合金管材的挤压变形工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102400071B (zh) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102828134B (zh) * | 2012-09-20 | 2014-08-13 | 中南大学 | 一种纳米镁合金三级时效热处理工艺 |
| CN102828133B (zh) * | 2012-09-20 | 2014-04-16 | 中南大学 | 一种超高强高韧镁合金制备方法 |
| CN102839339B (zh) * | 2012-09-20 | 2014-04-16 | 中南大学 | 一种大尺寸块体纳米镁合金制备方法 |
| CN103240292A (zh) * | 2013-04-12 | 2013-08-14 | 河南理工大学 | 一种镁合金薄壁管材的生产方法及装置 |
| CN103302123A (zh) * | 2013-06-21 | 2013-09-18 | 重庆市凯尊机械制造有限公司 | 非标低速压力机下反挤压长筒形套管的工艺 |
| CN103639226B (zh) * | 2013-12-05 | 2016-07-06 | 山东宏泰科技有限公司 | 挤压小内径管材的模具及其使用方法 |
| CN103753120A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-04-30 | 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 | 采用热挤压生产球扁钢的方法 |
| CN103909382B (zh) * | 2014-01-18 | 2016-01-20 | 中南大学 | 一种大直径中强耐热镁合金厚壁筒形件成形工艺 |
| CN103769817B (zh) * | 2014-01-18 | 2016-01-20 | 中南大学 | 一种大直径高强耐热镁合金厚壁筒形件的成形工艺 |
| CN103774014B (zh) * | 2014-01-18 | 2016-03-30 | 中南大学 | 一种中强耐热镁合金厚板的成形工艺 |
| CN103753150B (zh) * | 2014-01-27 | 2016-03-09 | 重庆电子工程职业学院 | 一种镁合金蜂窝状盲孔结构件的制备方法 |
| CN104862566A (zh) * | 2014-02-21 | 2015-08-26 | 中国科学院金属研究所 | 一种高强高塑性医用镁合金及其制备工艺和应用 |
| CN108467982A (zh) * | 2018-07-07 | 2018-08-31 | 中南大学 | 一种Mg-Gd-Y-Zr纳米镁合金时效热处理工艺 |
| CN109594028B (zh) * | 2019-01-18 | 2020-10-16 | 北京工业大学 | 一种高性能变形稀土镁合金增韧的形变热处理方法 |
| CN113832371A (zh) * | 2020-06-23 | 2021-12-24 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高强镁合金挤压型材及其制造方法 |
| CN113444947B (zh) * | 2021-07-15 | 2023-02-28 | 重庆大学 | 一种具有高电磁屏蔽性能的耐热镁合金及其制备方法 |
| CN114507799A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-05-17 | 山西银光华盛镁业股份有限公司 | 一种耐热高强稀土镁合金材料及制备 |
| CN114622117B (zh) * | 2022-03-18 | 2023-02-03 | 哈尔滨工程大学 | 低合金化高塑性镁稀土合金及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101914737A (zh) * | 2010-07-07 | 2010-12-15 | 中南大学 | 大规格高强镁合金挤压材的热处理工艺 |
-
2011
- 2011-11-15 CN CN 201110360354 patent/CN102400071B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101914737A (zh) * | 2010-07-07 | 2010-12-15 | 中南大学 | 大规格高强镁合金挤压材的热处理工艺 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "Mg-Gd-Y-Zr(-Ca)合金的微观组织演变、性能和断裂行为研究";何上明;《中国博士学位论文全文数据库工程科技I辑》;20110515(第05期);第B022-2页 * |
| 何上明."Mg-Gd-Y-Zr(-Ca)合金的微观组织演变、性能和断裂行为研究".《中国博士学位论文全文数据库工程科技I辑》.2011,(第05期),第33-34页. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102400071A (zh) | 2012-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102400071B (zh) | 一种大直径高强耐热镁合金管材的挤压变形工艺 | |
| CN101914712B (zh) | 一种高强镁合金厚板的挤压变形工艺 | |
| Tang et al. | Influence of extrusion parameters on grain size and texture distributions of AZ31 alloy | |
| Wen et al. | Effects of ultrasonic vibration on plastic deformation of AZ31 during the tensile process | |
| HU et al. | Solid-state recycling of AZ91D magnesium alloy chips | |
| CN105331859A (zh) | 一种700MPa级铝合金挤压型材的制备方法 | |
| CN103447433B (zh) | 一种大尺寸镁合金锻饼的制备方法 | |
| CN103627938A (zh) | 一种高强度镁合金挤压无缝管材及其制备工艺 | |
| CN114262829B (zh) | 一种7系铝合金汽车用防撞横梁型材及生产工艺 | |
| CN104313440B (zh) | 一种高性能汽车防撞杆用镁合金管材及其制造方法 | |
| Li et al. | Influence of dynamic recrystallization on microstructure and mechanical properties of welding zone in Al–Mg–Si aluminum profile during porthole die extrusion | |
| Letzig et al. | Wrought magnesium alloys for structural applications | |
| Wang et al. | Fabrication of fine-grained, high strength and toughness Mg alloy by extrusion− shearing process | |
| CN1297676C (zh) | 一种含稀土钇的高塑性镁合金 | |
| CN104975214B (zh) | 一种高塑性镁合金及其制备方法 | |
| Xia et al. | Hot forging process design, microstructure, and mechanical properties of cast Mg–Zn–Y–Zr magnesium alloy tank cover | |
| Li et al. | Effect of extrusion temperatures on microstructures and mechanical properties of Mg-3Zn-0.2 Ca-0.5 Y alloy | |
| Azimi et al. | Effect of temperature on microstructural evolution and subsequent enhancement of mechanical properties in a backward extruded magnesium alloy | |
| CN102002656B (zh) | 一种细化析出或弥散强化型块体铜合金晶粒的方法 | |
| Zhao et al. | Microstructure and tensile properties of AM50A magnesium alloy prepared by recrystallisation and partial melting process | |
| Liu et al. | Microstructural analysis and mechanical properties of AZ31 magnesium alloy prepared by alternate extrusion (AE) | |
| CN105543584A (zh) | 重力铸造与热挤出组合工艺制备高强高塑高韧亚共晶铝硅合金材料的方法 | |
| CN203556636U (zh) | 铝硅合金轧制系统 | |
| Tao et al. | Influence of secondary extrusion on microstructures and mechanical properties of ZK60 Mg alloy processed by extrusion and ECAP | |
| Wu et al. | Solid-state composite technology for B4Cp reinforced magnesium-lithium alloy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130313 Termination date: 20151115 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |