CN110947813A - 一种镁合金薄壁管的滚珠旋压成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种镁合金薄壁管的滚珠旋压成形方法，它属于金属材料加工技术领域。本发明的技术方案是：一种镁合金薄壁管的滚珠旋压成形方法，具体成形步骤为：将镁合金薄壁管加热到350±10℃，采用滚珠热旋工艺，经四道次旋压并辅以中间退火，制得壁厚0.2mm～0.25mm的镁合金的薄壁管。本发明获得的镁合金薄壁管材壁厚均匀、尺寸精度高、表面质量好，有效解决了镁合金管材开裂隆起等缺陷问题，并且本发明对设备要求低，加工成形容易，镁合金管材的质量和成品率高；此外，本发明可显著提高镁合金薄壁管的延伸率，细化镁合金平均晶粒寸，提高薄壁管的生产效率。

Description

一种镁合金薄壁管的滚珠旋压成形方法
技术领域
本发明涉及一种镁合金薄壁管的滚珠旋压成形方法，它属于金属材料加工技术领域。
背景技术
镁或镁合金是最轻的结构金属材料之一，具有低密度、高比强度、大比刚度、减振性好、不易老化等优点，此外，镁合金易于回收，有利于环境保护。鉴于以上优异性能，镁或镁合金被广泛用于航空、航天、汽车工业、电子、通讯、医疗等领域。镁合金薄管主要应用于3C产品，如笔记本电脑、平板电脑、手机、数码相机等产品。
镁属于密排六方金属，滑移系少，晶体协调变形能力差，容易产生不均匀变形，故室温塑性变形能力很差。当温度升高时，滑移面增多，塑性变形性能显著提高。目前，制备壁厚不大于0.5mm的镁合金管材可采用往复挤压、等通道转角挤压等方法，这些方法尽管可以有效改善镁合金材料的组织性能，但存在操作繁琐、需要翻转或转动装置，以及实现长薄壁管材生产困难且具有效率低、成本较高等劣势，极大地限制了镁合金薄壁管材的推广应用。
发明内容
本发明的目的是解决现有制备镁合金管材的方法存在的效率低、成本高和工艺复杂的技术问题，提供一种镁合金薄壁管的滚珠旋压成形方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种镁合金薄壁管的滚珠旋压成形方法，其具体成形步骤为：
(1)将外径10mm～25mm、壁厚1mm～2mm的镁合金管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第1道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为10～50％，滚珠直径5～6mm，滚珠数量12～14个，制备得到壁厚为0.9mm～1mm的镁合金薄管；
(2)将步骤(1)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第2道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为30％，滚珠直径6mm，滚珠数量12个，制备得到壁厚为0.6mm～0.7mm的镁合金薄管；
(3)将步骤(2)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第3道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为30～40％，滚珠直径6mm，滚珠数量11个，制备得到壁厚为0.4mm～0.45mm的镁合金薄管；
(4)将步骤(3)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第4道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.05mm/r，道次压下率为45～50％，滚珠直径6mm，滚珠数量11个，制备得到壁厚为0.2mm～0.25mm的镁合金薄壁管；
(5)将步骤(4)制得的镁合金薄壁管在200～350℃保温0.5～3h，冷却至室温后去除镁合金薄壁管表面的氧化层及油污。
进一步地，所述步骤(1)至步骤(3)的滚珠旋压过程中，每道次旋压完成后对制得的镁合金薄管进行中间退火，中间退火温度为250～350℃，保温时间为10min。
本发明的有益效果为：
(1)本发明利用滚珠热旋压的方法，获得的镁合金薄壁管材壁厚均匀、尺寸精度高、表面质量好，有效解决了镁合金薄壁管开裂隆起等缺陷问题，并且本发明对设备要求低，加工成形容易，镁合金管材的质量和成品率高。
(2)本发明通过旋压塑性变形和中间退火工艺，细化了镁合金的平均晶粒尺寸，由于采用热旋压，镁合金薄壁管具有良好的塑性变形，取试样长度10cm，旋压后试样长度变为30cm～40cm，延伸率显著，提高镁合金管材的生产效率。
附图说明
图1是为本发明镁合金薄壁管的滚珠旋压工艺流程简图；
图中，H1为第一道次旋压终止厚度；H2为第二道次旋压终止厚度；H3为第三道次旋压终止厚度；H4为第四道次旋压终止厚度。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1所示，本实施例中的一种镁合金薄壁管的滚珠旋压成形方法，制备厚度为0.2mm的AZ31B镁合金薄壁管，其具体成形步骤为：
(1)将外径10mm、壁厚1mm的AZ31B镁合金管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第1道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为10％，滚珠直径5mm，滚珠数量14个，制备得到壁厚为0.9mm的镁合金薄管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度0.9mm，若壁厚达到旋压终止厚度，再对该镁合金薄壁管进行中间退火，中间退火温度为250～350℃，保温时间为10min；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(2)将步骤(1)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第2道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为30％，滚珠直径6mm，滚珠数量12个，制备得到壁厚为0.6mm的镁合金薄管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度0.6mm，若壁厚达到旋压终止厚度，再对该镁合金薄壁管进行中间退火，中间退火温度为250～350℃，保温时间为10min；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(3)将步骤(2)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第3道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为30％，滚珠直径6mm，滚珠数量11个，制备得到壁厚为0.4mm的镁合金薄管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度0.4mm，若壁厚达到旋压终止厚度，再对该镁合金薄壁管进行中间退火，中间退火温度为250～350℃，保温时间为10min；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(4)将步骤(3)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第4道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.05mm/r，道次压下率为50％，滚珠直径6mm，滚珠数量11个，制备得到壁厚为0.2mm的镁合金薄壁管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度0.2mm，若壁厚达到旋压终止厚度，进行下一步骤；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(5)将步骤(4)得到的镁合金薄壁管在200～350℃保温0.5～3h，冷却至室温后去除镁合金薄壁管表面的氧化层及油污即得0.2mm的镁合金薄壁管。
实施例2
本实施例中的一种镁合金薄壁管的滚珠旋压成形方法，制备厚度为0.25mm的AZ31B镁合金薄壁管，其具体成形步骤为：
(1)将外径25mm、壁厚2mm的AZ31B镁合金管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第1道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为50％，滚珠直径6mm，滚珠数量14个，制备得到壁厚为1mm的镁合金薄管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度1mm，若壁厚达到旋压终止厚度，再对该镁合金薄壁管进行中间退火，中间退火温度为250～350℃，保温时间为10min；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(2)将步骤(1)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第2道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为30％，滚珠直径6mm，滚珠数量12个，制备得到壁厚为0.7mm的镁合金薄管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度0.7mm，若壁厚达到旋压终止厚度，再对该镁合金薄壁管进行中间退火，中间退火温度为250～350℃，保温时间为10min；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(3)将步骤(2)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第3道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为35％，滚珠直径6mm，滚珠数量11个，制备得到壁厚为0.45mm的镁合金薄管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度0.45mm，若壁厚达到旋压终止厚度，再对该镁合金薄壁管进行中间退火，中间退火温度为250～350℃，保温时间为10min；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(4)将步骤(3)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第4道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.05mm/r，道次压下率为45％，滚珠直径6mm，滚珠数量11个，制备得到壁厚为0.25mm的镁合金薄壁管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度0.25mm，若壁厚达到旋压终止厚度，进行下一步骤；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(5)将步骤(4)得到的镁合金薄壁管在200～350℃保温0.5～3h，冷却至室温后去除镁合金薄壁管表面的氧化层及油污即得0.25mm的镁合金薄壁管。
实施例3
本实施例中的一种镁合金薄壁管的滚珠旋压成形方法，制备厚度为0.2mm的AZ31B镁合金薄壁管，其具体成形步骤为：
(1)将外径18.9mm、壁厚1.2mm的AZ31B镁合金管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第1道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为20％，滚珠直径5.5mm，滚珠数量12个，制备得到壁厚为0.95mm的镁合金薄管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度0.95mm，若壁厚达到旋压终止厚度，再对该镁合金薄壁管进行中间退火，中间退火温度为250～350℃，保温时间为10min；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(2)将步骤(1)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第2道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为30％，滚珠直径6mm，滚珠数量12个，制备得到壁厚为0.65mm的镁合金薄管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度0.65mm，若壁厚达到旋压终止厚度，再对该镁合金薄壁管进行中间退火，中间退火温度为250～350℃，保温时间为10min；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(3)将步骤(2)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第3道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为40％，滚珠直径6mm，滚珠数量11个，制备得到壁厚为0.4mm的镁合金薄管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度0.4mm，若壁厚达到旋压终止厚度，再对该镁合金薄壁管进行中间退火，中间退火温度为250～350℃，保温时间为10min；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(4)将步骤(3)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第4道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.05mm/r，道次压下率为50％，滚珠直径6mm，滚珠数量11个，制备得到壁厚为0.2mm的镁合金薄壁管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度0.2mm，若壁厚达到旋压终止厚度，进行下一步骤；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(5)将步骤(4)得到的镁合金薄壁管在200～350℃保温0.5～3h，冷却至室温后去除镁合金薄壁管表面的氧化层及油污即得0.2mm的镁合金薄壁管。
实施例4
本实施例中的一种镁合金薄壁管的滚珠旋压成形方法，制备厚度为0.25mm的AZ31B镁合金薄壁管，其具体成形步骤为：
(1)将外径18.9mm、壁厚1.2mm的AZ31B镁合金管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第1道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为20％，滚珠直径5mm，滚珠数量14个，制备得到壁厚为0.95mm的镁合金薄管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度0.95mm，若壁厚达到旋压终止厚度，再对该镁合金薄壁管进行中间退火，中间退火温度为250～350℃，保温时间为10min；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(2)将步骤(1)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第2道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为30％，滚珠直径6mm，滚珠数量12个，制备得到壁厚为0.65mm的镁合金薄管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度0.65mm，若壁厚达到旋压终止厚度，再对该镁合金薄壁管进行中间退火，中间退火温度为250～350℃，保温时间为10min；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(3)将步骤(2)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第3道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为30％，滚珠直径6mm，滚珠数量11个，制备得到壁厚为0.45mm的镁合金薄管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度0.45mm，若壁厚达到旋压终止厚度，再对该镁合金薄壁管进行中间退火，中间退火温度为250～350℃，保温时间为10min；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(4)将步骤(3)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第4道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.05mm/r，道次压下率为45％，滚珠直径6mm，滚珠数量11个，制备得到壁厚为0.25mm的镁合金薄壁管；检测镁合金薄管壁厚是否达到旋压终止厚度0.25mm，若壁厚达到旋压终止厚度，进行下一步骤；若壁厚没有达到旋压终止厚度，需返回再次进行旋压；
(5)将步骤(4)得到的镁合金薄壁管在200～350℃保温0.5～3h，冷却至室温后去除镁合金薄壁管表面的氧化层及油污即得0.25mm的镁合金薄壁管。

Claims (2)

1.一种镁合金薄壁管的滚珠旋压成形方法，其特征在于，具体成形步骤为：
(1)将外径10mm～25mm、壁厚1mm～2mm的镁合金管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第1道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为10～50％，滚珠直径5～6mm，滚珠数量12～14个，制备得到壁厚为0.9mm～1mm的镁合金薄管；
(2)将步骤(1)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第2道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为30％，滚珠直径6mm，滚珠数量12个，制备得到壁厚为0.6mm～0.7mm的镁合金薄管；
(3)将步骤(2)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第3道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.1mm/r，道次压下率为30～40％，滚珠直径6mm，滚珠数量11个，制备得到壁厚为0.4mm～0.45mm的镁合金薄管；
(4)将步骤(3)得到的镁合金薄管加热至350±10℃，保温5～10min，采用滚珠热旋压工艺进行第4道次旋压，工艺参数：模环转速970r/min，进给比0.05mm/r，道次压下率为45～50％，滚珠直径6mm，滚珠数量11个，制备得到壁厚为0.2mm～0.25mm的镁合金薄壁管；
(5)将步骤(4)制得的镁合金薄壁管在200～350℃保温0.5～3h，冷却至室温后去除镁合金薄壁管表面的氧化层及油污。
2.根据权利要求1所述的一种镁合金薄壁管的滚珠旋压成形方法，其特征在于：所述步骤(1)至步骤(3)的滚珠旋压过程中，每道次旋压完成后对制得的镁合金薄管进行中间退火，中间退火温度为250～350℃，保温时间为10min。
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