CN110835702A - 一种镁合金模板型材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种镁合金模板型材及其制备方法，涉及镁合金领域，该镁合金包括一定配比的Zn、Mn以及基体Mg，控制并通过设定温度和时间加工处理，使得本发明的镁合金材料基体具有质轻、强度高、精度高、成本低的特点；本发明的镁合金模板型材，其抗拉强度达到280Mpa以上，屈服强度160Mpa以上，断后延伸率达9％以上；并且本发明的镁合金模板满足高精度要求：平面度≤0.5mm,直线度≤0.5mm；挤压速度提高1/3、生产成本至少降低20％。

Description

一种镁合金模板型材及其制备方法

技术领域

本发明涉及镁合金领域，尤其涉及一种镁合金模板型材及其制备方法。

背景技术

目前多数建筑物均采用钢筋混凝土结构，而建筑模板是混凝土建筑成形的模壳和架。建筑模板的费用几乎占到总工程造价用量的20％一30％。建筑模板的使用直接关系到了整个工程的质量以及效益。近年来，建筑模板工业得到了飞速发展，尤其是在高层建筑施工中，随着现浇混凝土结构的比重日益增大，建筑模板的使用量越来越大。

传统建筑模板都是使用木模板或者钢模板制作而成。比较常用的木质建筑模板有三合板、五合板等等。但木模板有不防火、易腐烂、不耐用的缺点。钢模板由于拆装方便、容易操控、使用次数多等优点，在铝合金模板开发之前得到了大范围的使用，但是钢质模板比较笨重，不利于现场施工，造价较高，易生锈。

当前，我国以组合式钢模板为主的格局已经打破，新型模板，尤其是铝模板的发展速度很快。但是单块铝合金模板的重量依然有30公斤之多。此外，由于铝合金是中性金属，铝合金在碱性的混凝土环境下容易发生腐蚀，造成混凝土表面坑洼、麻面。

镁合金的密度只有铝合金的三分之二，镁合金由于质轻的优点，如果将镁合金用于建筑模板将具有很大的优势，但是利用镁合金制作建筑模板又面临以下问题:

镁合金的热挤压技术水平脱胎于铝合金热挤压技术，发展时间很短，无论是挤压生产线还是挤压工艺水平都相对较低，在加工较大规格的型材时力不从心，精度很低，成品率几乎不足30％，且挤压后不能通过热处理手段来提高强度。建筑行业又要求镁合金模板必须具备宽幅大、精度高这些特性。因此有必要发展一种全新的生产工艺以制作镁合金建筑模板。

综上所述，无论是材料特性、结构特性，还是从加工工艺角度讲，使用镁合金制作建筑模板都面临严峻的挑战。基于上述技术难点的问题，目前并未发现镁合金建筑模板的技术资料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种镁合金模板型材及其制备方法，该镁合金质轻、强度高、精度高以及成本低，改进后的镁合金模板型材的制备方法能够有效提高镁合金型材的质量和生产效率。

本发明是通过以下技术方案予以实现：一种镁合金模板型材，按照重量份数比，包括4.5％-5.5％的Zn、0.5％-1.5％的Mn以及余量的Mg。

根据上述技术方案，优选地，按照重量份数比，还包括不大于0.3％的杂质元素。

根据上述技术方案，优选地，按照重量份数比，所述杂质元素包括小于0.1％的Si、小于0.005％的Fe、小于0.05％的Cu、0.005％的Ni、0.01％的Be。

一种镁合金模板型材的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照重量份数比，选取4.5％-5.5％的Zn、0.5％-1.5％的Mn以及余量的Mg，铸造成镁合金铸锭；

(2)将镁合金铸锭在380-420℃进行高温均匀化处理，加热5-12小时，然后移植至大气中继续冷却至室温；

(3)将镁合金铸锭按要求长度切割成挤压锭坯，送入感应炉快速加热后进行挤压，挤压过程中挤压锭坯预热温度为340-360℃，挤压筒温度为300-320℃，模具温度为300-320℃，挤压杆速度为每秒30-50mm；

(4)按照1％-1.5％的变形量拉伸矫直，然后定尺切割成品并装框修口；

(5)停留7-9小时后进行时效处理，时效温度200±5℃，保温13-18小时，制成镁合金模板型材。

本发明的有益效果是：本发明的镁合金材料基体具有质轻、高强度、精度高、成本低的特点；本发明的镁合金模板型材，其抗拉强度达到280Mpa以上，屈服强度160Mpa以上，断后延伸率达9％以上；并且本发明的镁合金模板满足高精度要求：平面度≤0.5mm以及直线度≤0.5mm；本发明的镁合金模板，挤压速度提高1/3、生产成本至少降低20％。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供了一种镁合金模板型材，按照重量份数比，理论上包括4.5％-5.5％的Zn、0.5％-1.5％的Mn以及余量的Mg，但是金属成分中难免存在一定量的杂质元素，控制镁合金模板型材中不大于0.3％的杂质元素，按照重量份数比，其中的部分指标为小于0.1％的Si、小于0.005％的Fe、小于0.05％的Cu、小于0.005％的Ni以及小于0.01％的Be。

实施例1

一种镁合金模板型材的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照重量份数比，选取4.5％的Zn、1％的Mn以及余量的Mg，包含有微量杂质元素，铸造成镁合金铸锭；

(2)将镁合金铸锭在400℃进行高温均匀化处理，加热10小时，然后移植至大气中继续冷却至室温；

(3)将镁合金铸锭按要求长度切割成挤压锭坯，送入感应炉快速加热后进行挤压，挤压过程中挤压锭坯预热温度为340℃，挤压筒温度为320℃，模具温度为320℃，挤压杆速度为每秒30mm；

(4)按照1％的变形量拉伸矫直，然后定尺切割成品并装框修口；

(5)停留8小时后进行时效处理，时效温度200±5℃，保温15小时，制成镁合金模板型材。

本发明实施例的有益效果是：其抗拉强度达为280Mpa，屈服强度为160Mpa，断后延伸率为9％；本发明的镁合金模板满足高精度要求：平面度为0.5mm以及直线度为0.5mm；由于挤压速度提高,生产成本降低20％。

实施例2

一种镁合金模板型材的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照重量份数比，选取5.5％的Zn、1.5％的Mn以及余量的Mg，其中包含有微量杂质元素，铸造成镁合金铸锭；

(2)将镁合金铸锭在400℃进行高温均匀化处理，加热10小时，然后移植至大气中继续冷却至室温；

(3)将镁合金铸锭按要求长度切割成挤压锭坯，送入感应炉快速加热后进行挤压，挤压过程中挤压锭坯预热温度为340℃，挤压筒温度为300℃，模具温度为300℃，挤压杆速度为每秒50mm；

(4)按照1％-1.5％的变形量拉伸矫直，然后定尺切割成品并装框修口；

(5)停留8小时后进行时效处理，时效温度200±5℃，保温15小时，制成镁合金模板型材。

本发明实施例的有益效果是：其抗拉强度达为295Mpa，屈服强度为175Mpa，断后延伸率为11％；本发明的镁合金模板满足高精度要求：平面度为0.4mm以及直线度为0.4mm；由于挤压速度提高,生产成本降低25％。

实施例3

一种镁合金模板型材的制备方法，包括以下步骤：

(1)选取5％的Zn、1％的Mn、余量的Mg，包含有微量杂质元素，铸造成镁合金铸锭；

(2)将镁合金铸锭在380℃进行高温均匀化处理，加热8小时，然后移植至大气中继续冷却至室温；

(3)将镁合金铸锭按要求长度切割成挤压锭坯，送入感应炉快速加热后进行挤压，挤压过程中挤压锭坯预热温度为360℃，挤压筒温度为310℃，模具温度为310℃，挤压杆速度为每秒40mm；

(4)按照1.5％的变形量拉伸矫直，然后定尺切割成品并装框修口；

(5)停留8小时后进行时效处理，时效温度200±5℃，保温15小时，制成镁合金模板型材。

本发明实施例的有益效果是：其抗拉强度达为285Mpa，屈服强度为165Mpa，断后延伸率为8％；本发明的镁合金模板满足高精度要求：平面度为0.4mm以及直线度为0.4mm；由于挤压速度提高,生产成本降低22％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种镁合金模板型材，其特征在于，按照重量份数比，包括4.5％-5.5％的Zn、0.5％-1.5％的Mn以及余量的Mg。

2.根据权利要求1所述的一种镁合金模板型材，其特征在于，按照重量份数比，还包括不大于0.3％的杂质元素。

3.根据权利要求2所述的一种镁合金模板型材，其特征在于，按照重量份数比，所述杂质元素包括小于0.1％的Si、小于0.005％的Fe、小于0.05％的Cu、0.005％的Ni、0.01％的Be。

4.一种镁合金模板型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照重量份数比，选取4.5％-5.5％的Zn、0.5％-1.5％的Mn以及余量的Mg，铸造成镁合金铸锭；

(2)将镁合金铸锭在380-420℃进行高温均匀化处理，加热5-12小时，然后移植至大气中继续冷却至室温；

(3)将镁合金铸锭按要求长度切割成挤压锭坯，送入感应炉快速加热后进行挤压，挤压过程中挤压锭坯预热温度为340-360℃，挤压筒温度为300-320℃，模具温度为300-320℃，挤压杆速度为每秒30-50mm；

(4)按照1％-1.5％的变形量拉伸矫直，然后定尺切割成品并装框修口；

(5)停留7-9小时后进行时效处理，时效温度200±5℃，保温13-18小时，制成镁合金模板型材。