CN103243282A - 一种镁合金薄板材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种镁合金薄板材的制备方法，是针对镁合金薄板材制备的边裂缺陷问题，采用在立式挤压机上，在筒形模具内，在加热状态下进行挤压，制成筒形薄壁管材，再将管材进行切剖、整形，制成平面形镁合金板材，解决了平面板材加工的边裂问题，此制备方法工艺先进，数据翔实精确，制备的镁合金板材金相组织致密性好，强度好，硬度高，耐腐蚀性好，抗拉强度可达280MPa，是十分理想的镁合金薄板材的制备方法。

Description

一种镁合金薄板材的制备方法
技术领域
本发明涉及一种镁合金薄板材的制备方法，属有色金属塑性变形及增强力学性能的技术领域。
背景技术
镁合金是一种有色轻金属结构材料，在电子、航天、航空、仪器仪表工业领域得到了较广泛的应用，但由于镁合金的强度、硬度低、耐腐蚀性差，使镁合金的应用受到了很大的局限。
镁合金板材是市场需求最多的一种型材，通常用轧制技术成型生产，在轧制过程中产生的拉应力超过镁合金本身的抗拉强度时就会出现边裂缺陷，会影响镁合金板材的性能和使用，为了克服这一缺陷，在轧制前进行预挤压，以改善镁合金的变形能力，但效果不佳，边裂问题依然存在。
发明内容
发明目的
本发明的目的是针对背景技术的情况，采用在立式挤压机上，在筒形模具内，在加热状态下进行挤压，制成筒形薄壁管材，再将管材切割、整形，获得平面形镁合金板材，以解决平面薄板材的边裂问题，并提高镁合金板材的力学性能。
技术方案
本发明使用的化学物质材料为：镁合金块、无水乙醇、砂纸，其准备用量如下：以毫米、毫升为计量单位
镁合金块：AZ31，Φ250mm×200mm
无水乙醇：CH3CH2OH，1000mL±10mL
砂纸：400目，1张
制备方法如下：
（1）              制作挤压模具
挤压模具为圆筒形，用铬钨锰钢材制作，型腔为圆筒形，凸模为挤压棒，内圆表面粗糙度为Ra0.16-0.32μm；
（2）              预热镁合金块
将Φ150mm×200mm的镁合金块置于预热炉中，进行预热，预热温度350℃，预热时间360min；
（3）              挤压成型
镁合金块的挤压成型是在立式挤压机上进行的，是在加热、挤压过程中完成的；
①              将预热的镁合金块置于挤压模具内中间部位；
②              安装固定挤压模具
将挤压模具及被挤镁合金块固定在立式挤压机的加热套内；
③              开启挤压机加热套，加热筒形模具及镁合金块，加热温度350℃±5℃，保温60min；
④              开启挤压机压力电机，挤压镁合金块，凸模挤压棒挤压压强为800MPa，挤压环挤压压强为100MPa，凸模挤压棒前进，挤压环后退，圆柱形镁合金块将进行塑性变形，成圆筒形；
⑤              挤压完成后，关闭加热套，停止加热，使挤压模具及其内的筒形镁合金随加热套自然冷却至25℃；
（4）              低温回火
将挤压后的筒形镁合金置于回火热处理炉中，进行低温回火，回火温度100℃，回火时间120min；
（5）              切割筒形镁合金
将筒形镁合金置于机械切割机上，进行轴向切割，成半圆筒形；
（6）              平面整形
将切割开的半圆筒形镁合金置于平面工作台上，用平面压力机压平，成镁合金板；
（7）              砂光镁合金板边缘
用400目砂纸砂光镁合金板周边，使边缘光整；
（8）              清洗
将镁合金板置于清洗槽内，用无水乙醇清洗镁合金板表面及边缘，清洗后晾干；
（9）              检测、分析、表征
对镁合金板的表面形貌、尺寸、金相组织、力学性能进行检测、分析、表征；
用光学显微镜进行金相组织分析；
用拉伸试验机进行力学性能分析；
结论：镁合金板表面呈银灰色，无边裂，金相组织细化，致密性好，拉伸强度280MPa，伸长率18%。
有益效果
本发明与背景技术相比具有明显的先进性，是针对镁合金薄板材制备的边裂缺陷问题，采用在立式挤压机上，在筒形模具内，在加热状态下进行挤压，制成筒形薄壁管材，经切割、整形，制成平面形镁合金板材，解决了平面板材加工的边裂问题，此制备方法工艺先进，数据翔实精确，制备的镁合金板材金相组织致密性好，强度好，硬度高，耐腐蚀性好，抗拉强度可达280MPa。
附图说明
图1为镁合金薄壁筒形成型状态图
图2镁合金薄板材横切面金相组织图
图中所示，附图标记清单如下：
1、底座，2、顶梁，3、左立柱，4、右立柱，5、压力电机，6、升降手柄，7、加热套，8、电阻加热器，9、筒形模具，10、凸模挤压棒，11、挤压环，12、筒形镁合金，13、垫块，14、电控箱，15、显示屏，16、指示灯，17、电源开关，18、加热温度调控器，19、压力电机调控器，20、导线，21、屏蔽电缆，22、上压块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明：
图1所示，为镁合金薄壁筒形成型状态图，各部位置，连接关系要正确，安装牢固，按序操作。
制备使用的化学物质的量值是按预先设置的范围确定的，以毫米、毫升为计量单位。
镁合金薄壁筒形的成型是在立式挤压机上进行的，是在加热、挤压过程中完成的；
挤压机为立式，在底座1的左部为左立柱3、右部为右立柱4，并连接上部的顶梁2，在底座1的中间上部为加热套7，加热套7的内壁上为电阻加热器8，加热套7内底部为垫块13，在顶梁2的上部为压力电机5；在加热套7内垂直置放筒形模具9，筒形模具9内为凸模挤压棒10和挤压环11，凸模挤压棒10挤压筒形镁合金12并成形，凸模挤压棒10和挤压环11上部通过上压块22、顶梁2连接压力电机5，顶梁2侧部设有升降手柄6；在挤压机的左部设有电控箱14，在电控箱14上设有显示屏15、指示灯16、电源开关17、加热温度调控器18、压力电机调控器19；在电控箱14与压力电机5之间由导线20连接，在电控箱14与加热套7之间由屏蔽电缆21连接。
图2所示，为镁合金薄板材横切面金相组织图，图中可知，金相组织致密性好，均匀性好。

Claims (2)

1. 一种镁合金薄板材的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：镁合金块、无水乙醇、砂纸，其准备用量如下：以毫米、毫升为计量单位
镁合金块：AZ31，Φ250mm×200mm
无水乙醇：CH3CH2OH，1000mL±10mL
砂纸：400目，1张
制备方法如下：
(1)制作挤压模具
挤压模具为圆筒形，用铬钨锰钢材制作，型腔为圆筒形，凸模为挤压棒，内圆表面粗糙度为Ra0.16-0.32μm；
(2)预热镁合金块
将Φ150mm×200mm的镁合金块置于预热炉中，进行预热，预热温度350℃，预热时间360min；
(3)挤压成型
镁合金块的挤压成型是在立式挤压机上进行的，是在加热、挤压过程中完成的；
①将预热的镁合金块置于挤压模具内中间部位；
②安装固定挤压模具
将挤压模具及被挤镁合金块固定在立式挤压机的加热套内；
③开启挤压机加热套，加热筒形模具及镁合金块，加热温度350℃±5℃，保温60min；
④开启挤压机压力电机，挤压镁合金块，凸模挤压棒挤压压强为800MPa，挤压环挤压压强为100MPa，凸模挤压棒前进，挤压环后退，圆柱形镁合金块将进行塑性变形，成圆筒形；
⑤挤压完成后，关闭加热套，停止加热，使挤压模具及其内的筒形镁合金随加热套自然冷却至25℃；
(4)低温回火
将挤压后的筒形镁合金置于回火热处理炉中，进行低温回火，回火温度100℃，回火时间120min；
(5)切割筒形镁合金
将筒形镁合金置于机械切割机上，进行轴向切割，成半圆筒形；
(6)平面整形
将切割开的半圆筒形镁合金置于平面工作台上，用平面压力机压平，成镁合金板；
(7)砂光镁合金板边缘
用400目砂纸砂光镁合金板周边，使边缘光整；
(8)清洗
将镁合金板置于清洗槽内，用无水乙醇清洗镁合金板表面及边缘，清洗后晾干；
(9)检测、分析、表征
对镁合金板的表面形貌、尺寸、金相组织、力学性能进行检测、分析、表征；
用光学显微镜进行金相组织分析；
用拉伸试验机进行力学性能分析；
结论：镁合金板表面呈银灰色，无边裂，金相组织细化，致密性好，拉伸强度280MPa，伸长率18%。
2. 根据权利要求1所述的一种镁合金薄板材的制备方法，其特征在于：镁合金薄壁筒形的成型是在立式挤压机上进行的，是在加热、挤压过程中完成的；
挤压机为立式，在底座（1）的左部为左立柱（3）、右部为右立柱（4），并连接上部的顶梁（2），在底座（1）的中间上部为加热套（7），加热套（7）的内壁上为电阻加热器（8），在加热套（7）内底部为垫块（13），在顶梁（2）的上部为压力电机（5）；在加热套（7）内垂直置放筒形模具（9），筒形模具（9）内为凸模挤压棒（10）和挤压环（11），凸模挤压棒（10）挤压筒形镁合金（12）并成形，凸模挤压棒（10）和挤压环（11）上部通过上压块（22）、顶梁（2）连接压力电机（5），顶梁（2）侧部设有升降手柄（6）；在挤压机的左部设有电控箱（14），在电控箱（14）上设有显示屏（15）、指示灯（16）、电源开关（17）、加热温度调控器（18）、压力电机调控器（19）；在电控箱（14）与压力电机（5）之间由导线（20）连接，在电控箱（14）与加热套（7）之间由屏蔽电缆（21）连接。
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