CN105750348B - 一种镁锂合金空心型材的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属有色金属挤压加工方法技术领域，特别涉及一种镁锂合金空心型材的加工方法。本发明方法采用镁锂合金实心铸棒分流组合模热挤压的生产工艺，该方法具有工艺流程短、生产效率高、可操作性强、产品质量好等特点，适合制备断面结构复杂、尺寸精度要求高、断面积小的镁锂合金精密空心型材产品，具有显著的经济效益。
Description
技术领域
本发明属有色金属挤压加工方法技术领域，特别涉及一种镁锂合金空心型材的加工方法。
背景技术
镁的密度为1.738g/cm3，锂的密度0.534g/cm3，由金属锂和金属镁制得的镁锂合金密度一般为1.35g/cm3～1.65g/cm3，是金属结构材料中最轻的，它比普通镁合金轻1/4～1/3，比铝合金轻1/3～1/2，所以镁锂合金也称为超轻合金。因其具有很高的比刚度、比强度和优良的抗震性及抗高能粒子穿透能力，而且镁锂合金的密度远远小于新型航空用材铝锂合金。镁锂合金是航天、航空、兵器工业、汽车、3C产业、医疗器械等领域最理想并具有巨大发展潜力的结构材料之一。
镁锂合金于20世纪初开始研发，20世纪60年代美国、苏联等国家开始在航空航天、国防军工领域实际应用，主要集中在板材、棒材、壳体等部件的使用，该类合金的精密空心型材产品的加工制备方法和应用未见相关报道。镁锂合金空心型材制备加工过程易发生氧化、过烧、产品尺寸超差、焊缝质量缺陷等诸多问题，本发明提出了一种分流模挤压制备镁锂合金精密空心型材的加工方法。
发明内容
本发明提供了一种镁锂合金空心型材的加工方法，解决了镁锂合金热挤压过程的氧化、过烧、焊合不良、尺寸超差等问题，该方法适用于Mg-Li合金空心型材的分流组合模热挤压成型，尤其适用于Mg-Li合金精密空心型材的热挤压成型。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种镁锂合金空心型材的加工方法，采用镁锂合金实心铸棒分流组合模热挤压的生产工艺；其中模具坯料选用4Cr5MoSiV1热模具钢，保证模具钢材料组织均匀、晶粒细小，建议选用进口模具材料；挤压工艺要求：①选用极限挤压筒，挤压筒的比压不低于900Mpa，挤压轴长径比不大于4；②挤压速度(主缸速度)3mm/s～8mm/s；③挤压比25≤λ≤50；④挤压坯料(镁锂合金实心铸棒)预热温度为300℃～350℃，保温时间以实际坯料到温且温度均匀为准，挤压筒预热温度为340℃～360℃；所述镁锂合金实心铸棒进行均匀化热处理，均匀化热处理制度为在300℃～380℃温度下处理10h～24h，气淬；所述镁锂合金实心铸棒在挤压前进行预热，预热温度为300℃～350℃。
所述镁锂合金实心铸棒采用真空熔铸的方式获得，其中Li元素的质量分数为7％～14％。
为避免氧化，所述均匀化热处理在真空热处理炉中完成。
为避免预热过程氧化，所述镁锂合金实心铸棒的预热选用电磁感应加热。
为避免产品挤出表面氧化，挤压机出口采用油封冷却。
本发明的有益效果为：
本发明提供了一种镁锂合金空心型材的加工方法，尤其适用于断面结构复杂、尺寸精度要求高、断面积小的精密空心型材产品，该方法具有生产效率高、工艺流程短、产品质量好、设备投资少等特点，解决了传统生产工艺无法制备镁锂合金小规格空心型材的问题，是一种全新的经济、可行的生产工艺方法，满足了航天、航空、兵器工业、汽车、3C产业、医疗器械等领域对镁锂合金精密空心型材产品的迫切需求。
附图说明
图1为本发明实施例1圆管产品截面图；
图2为本发明实施例2单孔槽道管产品截面图；
图3为本发明实施例3三孔槽道管产品截面图。
具体实施方式
本发明提供了一种镁锂合金空心型材的加工方法，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1
产品为镁锂合金圆管，其外形尺寸如图1所示，镁锂合金化学成分Mg9.9Li3Al1.0Zn，模具材料选用H13钢(4Cr5MoSiV1)，模具结构选用4孔分流组合模，其加工工艺如表1：
表1镁锂合金圆管挤压工艺参数表
| 挤压筒直径 | Φ100mm | 挤压坯料温度 | 300℃ |
| 挤压坯料直径 | Φ95mm | 挤压筒预热温度 | 350℃ |
| 产品断面积 | 160mm2 | 模具预热温度 | 350℃ |
| 挤压比 | 49 | 挤压速度(主轴) | 5mm/s |
| 挤压坯料长度 | 160mm |
该方法生产的镁锂合金圆管，外形尺寸和表面质量良好，产品焊缝处显微组织无明显疏松、夹杂、气孔等缺陷，符合产品设计要求。
实施例2
产品为镁锂合金单孔槽道管，产品外形尺寸如图2，镁锂合金牌号MA18，模具材料选用3Cr2W8V，选用4孔分流组合模挤压，其加工工艺如表2。
表2镁锂合金单孔槽道管挤压工艺参数表
| 挤压筒直径 | Φ85mm | 挤压坯料预热温度 | 330℃ |
| 挤压坯料直径 | Φ81mm | 挤压筒预热温度 | 360℃ |
| 产品断面积 | 138.8mm2 | 模具预热温度 | 360℃ |
| 挤压比 | 41 | 挤压速度(主轴) | 4mm/s |
| 挤压坯料长度 | 160mm |
该方法生产的镁锂合金单孔槽道管，外形尺寸和表面质量良好，焊缝处组织无明显缺陷，符合产品设计要求。
实施例3
产品为镁锂合金三孔槽道管，产品尺寸设计如图3，镁锂合金牌号LA141，模具材料选用3Cr2W8V，采用分流模热挤压生产，生产工艺见表3。
表3镁锂合金三孔槽道管挤压工艺参数表
| 挤压筒直径 | Φ75mm | 挤压坯料预热温度 | 350℃ |
| 挤压坯料直径 | Φ71mm | 挤压筒预热温度 | 360℃ |
| 产品断面积 | 169.8mm2 | 模具预热温度 | 360℃ |
| 挤压比 | 26 | 挤压速度(主轴) | 3mm/s |
| 挤压坯料长度 | 160mm |
选用本专利生产的三孔槽道管，产品尺寸和表面质量良好，焊缝处组织无明显缺陷，符合产品设计要求。
Claims (4)
1.一种镁锂合金单孔槽道管的加工方法，其特征在于，采用镁锂合金实心铸棒4孔分流组合模热挤压的生产工艺；其中模具坯料选用3Cr2W8V热模具钢；挤压工艺要求：①选用极限挤压筒，挤压筒的比压不低于900Mpa，挤压轴长径比不大于4；②挤压速度，即主缸速度，4mm/s；③挤压比41；④镁锂合金实心铸棒的预热温度为330℃，挤压筒预热温度为360℃；所述镁锂合金实心铸棒进行均匀化热处理，均匀化热处理制度为在300℃～380℃温度下处理10h～24h，气淬；所述镁锂合金实心铸棒在挤压前进行预热；挤压后的型材在挤压机出口采用油封冷却。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述镁锂合金实心铸棒采用真空熔铸的方式获得，其中Li元素的质量分数为7％～14％。
3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述均匀化热处理在真空热处理炉中完成。
4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述镁锂合金实心铸棒的预热选用电磁感应加热。
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