CN1850383A

CN1850383A - 一种镁铝双金属复合管/棒材

Info

Publication number: CN1850383A
Application number: CN 200610054269
Authority: CN
Inventors: 黄光胜; 黄光杰; 徐伟; 潘复生; 汪凌云
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2006-04-30
Filing date: 2006-04-30
Publication date: 2006-10-25

Abstract

本发明涉及一种镁铝双金属复合管/棒材，它由内部的镁合金管/棒材和覆盖在其表面铝合金层构成；加工工艺是先由铝合金与镁合金制备成组合锭，然后对组合锭进行加热保温，再进行挤压，最后矫直即得；其中挤压比大于10，组合锭加热温度300～400℃，保温时间1～5h，工模具加热温度与组合锭加热温度相同，挤压速度为0.5～3m/min。本发明通过把镁合金与铝合金相结合，并对挤压工艺参数中挤压温度和挤压速度进行选择，挤压出的镁铝复合管/棒材不仅具有镁合金密度低、比强度高的优点，而且还具有铝合金耐腐蚀性能优良、表面氧化膜具有自修复的优点。

Description

一种镁铝双金属复合管/棒材

技术领域

本发明属于有色金属塑性加工领域，涉及一种镁铝双金属复合管/棒材。

背景技术

镁的密度小(1.74g/cm³)，是结构材料中最轻的金属材料，由它制成的镁合金具有密度低、比强度和比刚度高的优点；此外，镁合金的弹性模量低，约为45000MPa，减振性好，能承受较大的振动载荷。但是，镁的平衡电位较负(-2.34V)，在常用介质中的电位也都很低，加之镁的氧化膜疏松(φ＝0.79)，不像氧化铝膜那样致密而有保护性，所以镁合金的耐蚀性能较差，阻碍了镁合金的使用，使得镁合金的优良性能得不到充分发挥。目前对镁及镁合金可进行钝化、阳极氧化以及喷涂等处理，均能起到很好的保护作用。但是一旦其氧化膜破损，在破损处的镁合金则会加速腐蚀。

而铝合金虽然其平稳电位也较低，但在空气中易形成致密的氧化铝膜，能阻止其进一步氧化。当这层氧化膜在外力作用下破损时，新生表面又会迅速氧化生成致密的氧化膜，也就是说其氧化膜具有自愈合能力。

发明内容

为了解决现有镁合金管/棒材耐腐蚀性能较差这问题，本发明提出一种镁铝双金属复合管/棒材，提高镁合金管/棒材的耐腐蚀性。

本发明提出的镁铝双金属复合管/棒材是在镁合金管/棒材的表面复盖了一层铝合金，利用铝合金优良的耐腐蚀性能来保护镁合金管棒材。本发明采用挤压成形获得镁铝双金属复合管/棒材，其工艺流程为：

先由铝合金与镁合金制备成组合锭，然后对组合锭进行加热保温，再进行挤压，最后矫直即得成品。

其中组合锭中铝合金与镁合金的排列顺序与复合管/棒材成品相同，复合棒材的组合锭为实心锭，内层为镁合金，外层为铝合金，复合管材的组合锭为空心锭，可根据使用要求从外层至内可设计成铝合金-镁合金，镁合金-铝合金或铝合金-镁合金-铝合金。通过控制铸锭中铝合金与镁合金的截面之比来控制挤压复合管/棒材中的铝合金与镁合金之比。

镁与铝容易形成Mg₁₇Al₁₂相，其熔点只有437℃，由于接近熔点时其强度很低，因此挤压温度通常应低于400℃，根据挤压机的能力和镁合金的变形特点通常应高于300℃。否则易出现裂纹，不能实现镁铝复合管/棒材的挤压。在挤压过程中当挤压速度较快时，挤压坯料的变形温升太大，也容易出现裂纹。因此镁铝复合管/棒材的挤压速度应选择低速度挤压，挤压温度越高挤压速度也越低。因此，本发明对工艺参数做了如下选择：挤压比大于10；组合锭加热温度300～400℃，保温时间1～5h，而挤压筒、模具、挤压垫等工模具的加工温度与组合锭加热温度相同；挤压速度为0.5～3m/min。

本发明应根据产品品种、规格设计挤压模具，为了提高复合管棒材覆盖层长度方向上的均匀性，最好使用锥度为90～150°锥模。

本发明中，组合锭的制备方法可以采用现有成熟的铸造法和机加工组装法等。以机加工组装法为例介绍组合锭的制备方法，制备时必须通过酸洗、碱洗清洗铸锭机加工后接合面的油污。工艺过程是：用机加工获得组合锭中相应层的铝合金、镁合金坯料；先用碱液清洗铝合金，然后再酸洗，而镁合金坯料则酸洗；烘干后再根据成品中铝合金与镁合金的顺序组装成组合铸锭。

本发明获得的镁铝双金属复合管/棒材，复合管/棒材中镁层为镁合金，铝层为铝合金或纯铝。本发明通过把镁合金与铝合金相结合，并对挤压工艺参数中挤压温度和挤压速度进行选择，挤压出的镁铝复合管/棒材不仅具有镁合金密度低、比强度高的优点，而且还具有铝合金耐腐蚀性能优良、表面氧化膜具有自修复的优点。同时，由于本发明的镁铝复合管/棒材其层与层之间在挤压模具内的高温高压条件下实现了焊合，达到冶金接合，具有较高的结合强度。

附图说明

图1是镁铝双金属复合棒材的截面示意图；

图2是镁铝双金属复合管材的截面示意图。

具体实施方式

实施例1：镁铝双金属复合棒材挤压实例：

模具为锥模，其锥角为150°。把82×6(外径为82，壁厚为6)的6063铝合金管坯机加工成长度为250mm的82×4管坯，而把80的AZ31B镁合金圆铸锭加工成长度为250mm的74圆锭。用碱液清洗铝合金管坯，然后再酸洗，而镁合金圆锭则酸洗。烘干后再把镁合金圆锭置入铝合金管坯内，成为组合锭。把组合锭放入炉内加热至380℃，并保温3小时，挤压筒、模具、挤压垫加热温度为380℃。挤压速度为0.5m/min。挤压出16的镁铝复合棒。最后再进行矫直，定尺，包装入库。

所得镁铝双金属复合棒材结构参见图1，内芯2为镁合金，外层1为铝合金。

实施例2：镁铝双金属复合棒材挤压实例：

模具为锥模，其锥角为90°。把82×6(外径为82，壁厚为6)的6063铝合金管坯机加工成长度为250mm的82×4管坯，而把80的AZ31B镁合金圆铸锭加工成长度为250mm的74圆锭。用碱液清洗铝合金管坯，然后再酸洗，而镁合金圆锭则酸洗。烘干后再把镁合金圆锭置入铝合金管坯内，成为组合锭。把组合锭放入炉内加热至320℃，并保温4小时，挤压筒、模具、挤压垫加热温度为320℃。挤压速度为2.0m/min。挤压出16的镁铝复合棒。最后再进行矫直，定尺，包装入库。

实施例3：镁铝双金属复合管材挤压实例：

挤压机带挤压针，模具为锥模，其锥角为120°。机加工获得铝合金与镁合金坯料，长度均为250mm，外层铝合金管坯尺寸82×4(外径为82，壁厚为4)，中间层镁合金管坯尺寸74×25，内层铝合金管坯尺寸24×4。用碱液清洗铝合金管坯，然后再酸洗，而镁合金管坯则酸洗。烘干后按成品中铝合金与镁合金的顺序组装成组合锭。把组合锭放入炉内加热至350℃，并保温4小时，挤压筒加热温度为350℃。然后挤压速度为1m/min。挤压出22×3的镁铝复合管。最后再进行矫直，定尺，包装入库。

所得镁铝双金属复合管材结构参见图2，内层5和外层3为铝合金，中间层4镁合金。

实施例4：镁铝双金属复合管材挤压实例：

挤压机带挤压针，模具为锥模，其锥角为90°。机加工获得铝合金与镁合金坯料，长度均为250mm，外层铝合金管坯尺寸250mm的82×4(外径为82，壁厚为4)，中间层镁合金管坯尺寸74×25，内层铝合金管坯尺寸24×4。用碱液清洗铝合金管坯，然后再酸洗，而镁合金管坯则酸洗。烘干后按成品中铝合金与镁合金的顺序组装成组合锭。把组合锭放入炉内加热至380℃，并保温4小时，挤压筒加热温度为380℃。然后挤压速度为0.5m/min。挤压出22×3的镁铝复合管。最后再进行矫直，定尺，包装入库。

Claims

1、一种镁铝双金属复合管/棒材，其特征在于：它由内部的镁合金管/棒材和覆盖在其表面铝合金层构成；加工工艺是先由铝合金与镁合金制备成组合锭，复合棒材的组合锭为实心锭，内层为镁合金，外层为铝合金，复合管材的组合锭为空心锭，根据使用要求从外层至内设计成铝合金-镁合金、镁合金-铝合金或铝合金-镁合金-铝合金；然后对组合锭进行加热保温，再进行挤压，最后矫直即得；其中挤压比大于10，组合锭加热温度300～400℃，保温时间1～5h，工模具加热温度与组合锭加热温度相同，挤压速度为0.5～3m/min。

2、根据权利要求1所述的镁铝双金属复合管/棒材，其特征在于：挤压工艺所采用的模具为锥模，其锥度为90～150°。