CN109622660B - 一种镁合金精密管材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效短流程镁合金精密管材的制备方法，采用中温静液挤压高压大变形的方法制备出小尺寸高塑性镁合金管坯，将镁合金管坯直接进行后续多道次的轧制等加工，并辅以必要的中间退火处理，最终获得直径1～10mm，壁厚0.1～1mm高性能镁合金精密管材。本发明利用温静液挤压方法制备高塑性小尺寸的镁合金管坯，并将镁合金管坯直接进行轧制等加工制成高精度高表面质量小规格精密管材，工艺过程短、可有效提高合金管材的质量、成品率和生产效率。
Description
技术领域
本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种高质量镁合金精密管材的制备方法。
背景技术
镁合金具有散热性好、比刚度高、密度小、生物相容性出色、阻尼减震性优良、电磁屏蔽效果佳、机械加工性能优秀、再生性好和回收容易等优点，在国防事业、机械汽车制造、航空航天、电子通讯、光学仪器、计算机以及医疗仪器等领域具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。但由于镁合金是密排六方晶体(HCP)结构，塑性差，传统的挤压+轧制+拉伸变形方式流程长，效率低，并且出现缺陷的概率大，获得高质量、尺寸精度要求高的精密管材很困难，产品质量难以控制，因此一些特殊高端应用领域应用受到限制。
发明内容
本发明的目的在于针对传统加工方法的问题和不足，提供一种短流程、效率高、成本可控、实用性强的高质量镁合金精密管材的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种镁合金管材的加工成型方法，包括如下步骤：
1)坯料处理：将铸造/挤压棒料进行400℃-430℃，保温6-24h均匀化处理，钻孔、车内外圆和变形锥成管坯，其中内圆抛光处理，光洁度不小于▽7。；
2)中温静液挤压成型：管坯料、挤压模和挤压针进行表面润滑涂层处理，管坯料和挤压针共同预热到200℃-300℃，挤压筒和挤压模共同预热到150℃-250℃，挤压介质加热到150~300℃，挤压模角30~60°，挤压变形比＞9，得到镁合金管材；
3）冷加工变形辅以必要的表面抛光处理和中间退火处理加工出成品管材。其中冷旋锻和三辊冷轧加工退火间加工率＞60%，道次加工率可＞20%。冷拉退火间加工率＞50%，道次加工率可＞12%。
通过中温静液挤压的高压大变形作用获得小规格高塑性管坯， 利用静液挤压高塑性管坯，通过后续很少的冷加工道次制成镁合金精密管材。其特征在于所述中温静液挤压，挤压模和挤压针进行表面润滑涂层处理，管坯料和挤压针共同预热到200℃-300℃，挤压筒和挤压模共同预热到150℃-250℃，挤压介质加热到150~300℃，挤压模角30~60°，挤压变形比＞9，挤压压力＞900MPa，可通过挤压比的选择和挤压背压的配合实现高压状态下的大变形，从而获得高塑性组织。利用管坯良好的塑性条件，后续的三辊冷轧/旋锻道次变形量可＞20％，退火间累计变形量＞60％；冷拉退火间加工率＞50%，道次加工率可＞12%，最终获得直径1~10mm，壁厚0.1~1mm高性能镁合金精密管材。
本发明的有益效果：本发明加工方法可直接制备高塑性小直径管坯料，且在后续冷加工过程中，实现比传统工艺大的道次加工率和退火间累计加工率，可以高效率地制备力学性能优良，尺寸精确、表面质量高的镁合金精密管材。
具体实施方式
本发明采用中温静液挤压的方法通过高压大变形制备出小尺寸的镁合金管坯，随后直接进行多道次的冷变形加工，并辅以必要的中间退火处理，从而获得高性能镁合金精密管材；具体的制备步骤如下：
(1)挤压用坯料处理：根据挤压要求将铸造/挤压棒料进行400℃-430℃，保温6-24h均匀化处理，钻孔并车外圆和变形锥成管坯，内圆抛光处理到▽7；
(2)中温静液挤压成型：管坯料、挤压模和挤压针进行表面润滑涂层处理，管坯料和挤压针共同预热到200℃-300℃，挤压筒和挤压模共同预热到150℃-250℃，挤压介质加热到150~300℃，挤压模角30~60°，挤压变形比＞10，得到镁合金管材；
（3）冷加工变形辅以必要的内外圆抛光处理和中间退火处理加工出成品管材。其中冷旋锻和三辊冷轧加工退火间加工率＞60%，道次加工率可＞20%。冷拉退火间加工率＞50%，道次加工率可＞12%。
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：制备外径为￠5.0*0 .5mm的AZ31镁合金精密管材。
1）将挤压棒料进行400℃，8小时均热处理，车外径35mm，内径15mm，内圆抛光处理到▽7。
2）使用200吨立式静液挤压机，挤压筒直径50mm，挤压模角度60°，直径15mm，挤压针10mm，管坯料、挤压模和挤压针进行表面润滑涂层处理，管坯料和挤压针共同预热到200℃，挤压筒和挤压模共同预热到150℃，挤压介质加热到200℃，挤压变形比11，出口反压100MPa，挤压静液压力900~950MPa，得到￠14*10mm镁合金管材；
3）￠14*10mmAZ31镁合金挤压管坯内外表面抛光，再经过3道次三辊冷轧成￠14*10，400℃，1小时真空退火，三辊冷轧到￠5*0.5mm成品。
实施例2：制备外径为￠3.0*0.1mm的AZ31镁合金精密管材。
1）将铸造棒料进行430℃，12小时均热处理，车外径30mm，内径11mm.
2）使用200吨立式静液挤压机，挤压筒直径50mm。挤压模角度45°，直径￠8mm，固定挤压针针杆￠10mm，针头￠5mm。管坯料、挤压模和挤压针进行表面润滑涂层处理，管坯料和挤压针共同预热到250℃，挤压筒和挤压模共同预热到200℃，挤压介质加热到250℃，挤压变形比20，挤压静液压力900~1000MPa，得到￠8*1.5mm镁合金管材；
3）￠8*1.5mmAZ31镁合金挤压管坯，再经过5道次三辊冷轧成外径为￠4 *0.3mm管材，380℃，1小时真空退火，长芯杆拉伸到￠3.5*0.1mm，空拉￠3*0.1mm成品。
上述实施例对本发明的技术方案进行了详细说明。显然，本发明并不局限于所描述的实施例。基于本发明中的实施例，熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或相类似的变化都属于本发明保护的范围。
Claims (3)
1.一种镁合金精密管材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)坯料处理：将铸造/挤压棒料进行400℃-430℃，保温6-24h均匀化处理，机加工成管坯；
2)中温静液挤压成型：将管坯和挤压针共同预热到200℃-300℃，挤压筒和挤压模共同预热到150℃-250℃，挤压介质加热到150~300℃，然后将管坯进行挤压，挤压模角30~60°，挤压变形比＞9，挤压压力＞900MPa，得到镁合金管材；
3）冷加工：将步骤2）所得管材进行内外抛光处理，然后进行冷旋锻和三辊冷轧加工；其中道次变形量＞20％，退火间累计变形量＞60%，冷拉退火间加工率＞50%，道次加工率＞12%；最终获得直径1～10mm，壁厚0.1～1mm镁合金精密管材。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1）所述机加工包括钻孔并车内、外圆和变形锥成管坯，其中内圆需抛光处理，光洁度不小于▽7。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤2）所述管坯、挤压模和挤压针均进行表面润滑涂层处理。
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