CN113635000B - 一种镁合金环件的挤轧复合成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种镁合金环件的挤轧复合成形方法，步骤包括：将加热后的镁合金铸锭坯料加热至280‑480℃；将加热后的坯料在液压机上进行反挤压，液压机空载压下速率10‑20mm/s；挤压后去底，挤压后坯料内径N1满足0.56N≤N1≤0.7N，坯料外径W1满足0.55W≤W1≤0.7W，其中，N为成品环件内径，W为成品环件外径。将反挤压后的坯料先在加热炉中保温，然后在环轧机上进行环扎，环扎完成后进行强风冷却；冷却至室温后对镁合金环件进行时效处理。采用本发明制备出的大型镁合金环件性能优异，特别是其高向和切向的力学性能基本相当；采用本发明制备大型镁合金环件，省去机械切削加工工序，工艺操作简单，成本低，生产过程中废料极少，可大规模工业生产。

Description

一种镁合金环件的挤轧复合成形方法
技术领域
本发明涉及镁合金环件制造技术领域，具体涉及一种镁合金环件的挤轧复合成形方法。
背景技术
应用于航空、航天等领域的镁合金环件除了要求具有高精度的外形尺寸外，还要求环件多个方向的力学性能尽可能一致。目前，镁合金环件的制备方法通常为热环轧加机械切削加工，其存在的主要问题是高向和切向的力学性能差异大，不能满足设计要求。
目前，对于制备内径大于1000mm、高度大于150mm的大型环件，几乎都需要采用机械切削加工的工序，否则很难改善其高向和切向的力学性能。现有技术中，文献CN20200515提供了AQ80M镁合金环形件挤锻轧集成工艺，步骤包括：连续铸造—均匀化退火—下料—热挤压开坯—多向锻造制坯（在油压机上进行第一火锻造，以圆柱锭坯高向和垂直的两个径向为Z、Y和X方向，首先沿着Z、Y和X方向进行3-6道次镦粗，道次压下量10-40%；再以X或Y为轴，滚动压缩凸棱2-10道次，道次压下量5-20%；最后沿着X或Y镦粗成一圆柱体，道次压下量20-30%；锭坯回炉在380-400℃保温6-8h后，进行第二火锻造：以新的圆柱体的高向和垂直的两个径向为Z、Y和X方向重复上述锻造工艺，最终镦粗得到高度250-550mm的毛坯料）—环件轧制—时效处理。采用该方法虽然能够改善AQ80M镁合金环形件的力学性能，但其仍然采用了机械冲孔加工的工序，且存在工序繁多、效率低下的问题，其高向和切向的力学性能差异仍然有待进一步优化。
发明内容
本发明目的在于提供一种镁合金环件的挤轧复合成形方法，在省去机械切削加工工序的基础上还能够快速制备出高向和切向力学性能差异小的大型环件。
为了实现上述目的，本发明采用如下所述技术方案。
一种镁合金环件的挤轧复合成形方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，将加热后的镁合金铸锭坯料加热至280-480℃；
步骤2，将加热后的坯料在液压机上进行反挤压，液压机空载压下速率10-20mm/s；挤压后去底，挤压后坯料内径N1满足0.56N≤N1≤0.7N，坯料外径W1满足0.55W≤W1≤0.7W，其中，N为成品环件内径，W为成品环件外径。
步骤3，将反挤压后的坯料先在加热炉中保温，然后在环轧机上进行环扎，环扎完成后进行强风冷却；
步骤4，冷却至室温后对镁合金环件进行时效处理。
为进一步优化镁合金环件的力学性能，步骤1实施前，先对均匀化镁合金铸锭进行三镦三拔开坯，始锻温度300-500℃，液压机空载压下速率10-20mm/s。
作为优选方案，步骤1中，加热后的镁合金铸锭坯料温度比始锻温度低20℃。
作为优选方案，反挤压后的坯料在加热炉中保温温度比始锻温度低40℃。
为更进一步优化镁合金环件的力学性能，反挤压后预留的去底部分厚度为1-5mm。
作为本发明的优选实施方案，所述镁合金为VW84镁合金，步骤4中时效处理温度为200℃、时间为28h。
作为本发明的另一优选实施方案，所述镁合金为AZ80镁合金，步骤4中时效处理温度为185℃、时间为16h。
有益效果：采用本发明制备出的大型镁合金环件性能优异，特别是其高向和切向的力学性能基本相当，室温抗拉强度差值在10Mpa以内；采用本发明制备大型镁合金环件，省去机械切削加工工序，工艺操作简单，成本低，生产过程中废料极少，可大规模工业生产。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明，但以下实施例的说明只是用于帮助理解本发明的原理及其核心思想，并非对本发明保护范围的限定。应当指出，对于本技术领域普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，针对本发明进行的改进也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例1
一种镁合金环件的挤轧复合成形方法，镁合金采用VW84镁合金，该环件内径1080mm，外径1250mm，高度165mm，具体制备步骤如下：
（1）、对均匀化镁合金铸锭进行三镦三拔开坯，始锻温度460℃，液压机空载压下速率12mm/s；
（2）、将锻造后坯料在加热炉中保温，保温温度440℃，然后在液压机上进行反挤压，液压机空载压下速率15mm/s，反挤压后预留的去底部分厚度为3-4mm，然后平高，采用手动砂轮机去底，挤压坯料内径为608mm，外径为688mm；
（3）、将反挤压后坯料在加热炉中保温，保温温度为420℃，然后在环轧机上进行环扎，环扎完成后采用强风冷却；
（4）、对镁合金环件进行时效处理，时效温度为200℃，时间为28h。
本实施例所得的镁合金环件，其高向室温抗拉强度为434MPa，断后伸长率6.0%，切向室温抗拉强度为436MPa，断后伸长率7.0%。
实施例2
一种镁合金环件的挤轧复合成形方法，镁合金采用AZ80镁合金，该环件内径1260mm，外径1482mm，高度155mm，具体制备步骤如下：
（1）、对均匀化镁合金铸锭进行三镦三拔开坯，始锻温度400℃，液压机空载压下速率18mm/s。
（2）、将锻造后坯料在加热炉中保温，保温温度380℃，然后在液压机上进行反挤压，液压机空载压下速率17mm/s，反挤压后预留的去底部分厚度为2-4mm，然后平高，手动砂轮机去底，挤压坯料内径为882mm，外径为1037mm；
（3）、将反挤压后坯料在加热炉中保温，保温温度为360℃，然后在环轧机上进行环扎，环扎完成后采用强风冷却；
（4）、对镁合金环件进行时效处理，时效温度为175℃，时间为16h；
本实施例所得的镁合金环件，其高向室温抗拉强度为365MPa，断后伸长率9.0%，切向室温抗拉强度为368MPa，断后伸长率12.0%。
实施例3
一种镁合金环件的挤轧复合成形方法，镁合金采用AZ80镁合金，该环件内径1092mm，外径1180mm，高度205mm，具体制备步骤如下：
（1）、对均匀化镁合金铸锭进行三镦三拔开坯，始锻温度400℃，液压机空载压下速率20mm/s。
（2）、将锻造后坯料在加热炉中保温，保温温度380℃，然后在液压机上进行反挤压，液压机空载压下速率20mm/s，反挤压后预留的去底部分厚度为2-3mm，然后平高，手动砂轮机去底，挤压坯料内径为656mm，外径为708mm；
（3）、将反挤压后坯料在加热炉中保温，保温温度为360℃，然后在环轧机上进行环扎，环扎完成后采用强风冷却。
（4）、对镁合金环件进行时效处理，时效温度为175℃，时间为16h。
本实施例所得的镁合金环件，其高向室温抗拉强度为376MPa，断后伸长率11.0%，切向室温抗拉强度为379MPa，断后伸长率13.0%。
实施例4
一种镁合金环件的挤轧复合成形方法，镁合金采用AZ80镁合金，该环件内径1200mm，外径1500mm，高度200mm，具体制备步骤如下：
（2）、将下好料的坯料在加热炉中保温，保温温度320℃，然后在液压机上进行反挤压，液压机空载压下速率10mm/s，反挤压后预留的去底部分厚度为1-2mm，然后平高，手动砂轮机去底，挤压坯料内径为696mm，外径为900mm；
（3）、将反挤压后坯料在加热炉中保温，保温温度为350℃，然后在环轧机上进行环扎，环扎完成后采用强风冷却。
（4）、对镁合金环件进行时效处理，时效温度为180℃，时间为15h。
本实施例所得的镁合金环件，其高向室温抗拉强度为364MPa，断后伸长率9.0%，切向室温抗拉强度为370MPa，断后伸长率9.5%。

Claims (4)

1.一种镁合金环件的挤轧复合成形方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，将加热后的镁合金铸锭坯料加热至280-480℃；
步骤2，将加热后的坯料在液压机上进行反挤压，液压机空载压下速率10-20mm/s；挤压后平高去底，挤压后坯料内径N1满足0.56N≤N1≤0.7N，坯料外径W1满足0.55W≤W1≤0.7W，其中，N为成品环件内径，W为成品环件外径；
步骤3，将反挤压后的坯料先在加热炉中保温，然后在环轧机上进行环扎，环扎完成后进行强风冷却；
步骤4，冷却至室温后对镁合金环件进行时效处理；
步骤1实施前，先对均匀化镁合金铸锭进行三镦三拔开坯，始锻温度300-500℃，液压机空载压下速率10-20mm/s；
步骤1中，加热后的镁合金铸锭坯料温度比始锻温度低20℃；
步骤2中，反挤压后的坯料在加热炉中保温温度比始锻温度低40℃；
所述镁合金环件的内径不低于1000mm。
2.根据权利要求1所述的镁合金环件的挤轧复合成形方法，其特征在于：反挤压后预留的去底部分厚度为1-5mm。
3.根据权利要求1所述的镁合金环件的挤轧复合成形方法，其特征在于：所述镁合金为VW84镁合金，步骤4中时效处理温度为200℃、时间为28h。
4.根据权利要求1所述的镁合金环件的挤轧复合成形方法，其特征在于：所述镁合金为AZ80镁合金，步骤4中时效处理温度为185℃、时间为16h。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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