RU2127644C1

RU2127644C1 - Method for making rods, tubes and shapes of magnesium alloys

Info

Publication number: RU2127644C1
Application number: RU97107829/02A
Authority: RU
Inventors: В.Б. Шатров; Ю.Ф. Климов; Е.А. Афанасьев; В.И. Коновалов; Н.Л. Поломских; Л.Н. Есаев; Н.А. Шундиков
Original assignee: Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 1999-03-20

Abstract

FIELD: non-ferrous metallurgy, namely manufacture of rods, tubes and shapes of magnesium alloys. SUBSTANCE: method comprises steps of pressing out through extrusion die alloy having temperature between solidus and liquid in extrusion chamber. Semifinished products feature close fine grain structure without defects typical for castings and extruded blanks and mechanical properties respective to extruded blanks. Method may be realized for aluminium and zinc alloys. EFFECT: enhanced efficiency, enlarged using range.

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к технологии изготовления прутков, труб и профилей из магниевых сплавов. The invention relates to non-ferrous metallurgy, and in particular to a technology for the manufacture of rods, pipes and profiles from magnesium alloys.

В последнее время мировой рынок магниевых сплавов постоянно расширяется, в том числе за счет замены пластмасс, алюминиевых и цинковых сплавов. Магниевые сплавы находят применение в автомобильной, приборостроительной промышленности, товарах народного потребления, медицине и использование их ограничено пока в основном стоимостью и возможностью технологического оборудования. Recently, the global market for magnesium alloys is constantly expanding, including through the replacement of plastics, aluminum and zinc alloys. Magnesium alloys are used in the automotive, instrument-making industry, consumer goods, medicine, and their use is still limited mainly by the cost and ability of technological equipment.

Известен способ изготовления прутков, труб, профилей методом прессования в твердом состоянии исходной заготовки при температурах 200-500 град/цел в зависимости от состава сплава (Магниевые сплавы, т.2, технология производства и свойства отливок и деформируемых полуфабрикатов, стр. 156, М., Металлургия, 1978 ), взятый в качестве прототипа. При этом прессование осуществляется при выдавливании заготовки через фильеру. A known method of manufacturing rods, pipes, profiles by pressing in the solid state of the initial billet at temperatures of 200-500 deg / int, depending on the composition of the alloy (Magnesium alloys, t.2, production technology and properties of castings and wrought semi-finished products, p. 156, M ., Metallurgy, 1978), taken as a prototype. In this case, pressing is carried out when squeezing the workpiece through the die.

Однако этот способ требует, большого усилия прессования, особенно для изделий малого сечения ( 300-600 тс для прессования изделий и 3500-5000 тс для получения исходной заготовки). Кроме того, прессование ведется из специально подготовленной гомогенизированной и ободранной заготовки, а для труб малого диаметра проводится прошивка и дополнительная обточка заготовки. Эти обстоятельства определяют высокую энергоемкость и низкий коэффициент использования металла. However, this method requires a large pressing force, especially for products of small cross-section (300-600 ton-force for pressing articles and 3500-5000 ton-force to obtain the initial workpiece). In addition, pressing is carried out from specially prepared homogenized and stripped billets, and for pipes of small diameter, flashing and additional turning of the billet are carried out. These circumstances determine the high energy intensity and low utilization of the metal.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков. Цель достигается тем, что прутки, трубы, профили получают выдавливанием через фильеру сплава, нагретого до твердо-жидкого состояния, т.е. температуры между точками солидуса и ликвидуса. Причем, фильеру подогревают до температуры, близкой к температуре эвтектики. При такой технологии предотвращается пристеночная кристаллизация и формируется плоский фронт кристаллизации, перпендикулярный направлению выдавливания. The aim of the invention is to remedy these disadvantages. The goal is achieved in that the rods, pipes, and profiles are obtained by extruding an alloy heated to a solid-liquid state, i.e. temperature between the points of solidus and liquidus. Moreover, the die is heated to a temperature close to the temperature of the eutectic. With this technology, wall crystallization is prevented and a flat crystallization front is formed perpendicular to the extrusion direction.

Возможность реализации способа была подтверждена на опытной установке, представляющей собой камеру с цилиндрической фильерой и поршнем. Камера и фильера независимыми нагревателями. Разброс температур по длине камеры не превышал 10^oC. Для предотвращения взаимодействия магния с материалом камеры и фильеры и предотвращения затекания магния в зазоры были выбраны специальные покрытия и уплотнения. В качестве привода использовались разрывная машина с максимальным усилием 10 тс и маслостанция.The possibility of implementing the method was confirmed in a pilot installation, which is a chamber with a cylindrical die and a piston. Chamber and die independent heaters. The temperature spread along the length of the chamber did not exceed 10 ^o C. To prevent the interaction of magnesium with the material of the chamber and the die and prevent leakage of magnesium into the gaps, special coatings and seals were chosen. A tensile testing machine with a maximum force of 10 tf and an oil station were used as a drive.

А качестве исходного материала для экспериментов были использованы гранулы из сплава МА5 производства "Соликамский магниевый завод", имеющий широкий интервал солидус-ликвидус (500...600^oC).And as the starting material for the experiments, granules made of MA5 alloy produced by the Solikamsk Magnesium Plant, which has a wide range of solidus-liquidus (500 ... 600 ^o C), were used.

Гранулы засыпались в холодную или разогретую камеру, продутую аргоном, и после выравнивания проводилось выдавливание. Для организации начала процесса при выдавливании вниз использовались стальные или магниевые пробки, установленные в фильеры, при выдавливании вверх пробки не использовались. The granules were poured into a cold or heated chamber, purged with argon, and after leveling, extrusion was carried out. To organize the beginning of the process, when squeezing down, steel or magnesium plugs installed in dies were used; when squeezing up, plugs were not used.

Температура расплава устанавливалась в пределах 520-550^oC для скоростей выдавливания 0,5-5,0 мм/с. Снижение скоростей и температуры приводило к началу кристаллизации в широкой части фильеры, формированию фронта кристаллизации в виде лунки, повышению давления и появлению характерных для известного процесса прессования поверхностных надрывов. Повышение скоростей выдавливания и температур может приводить к появлению жидкой фазы на выходе из фильеры. Положение фронта кристаллизации, кроме того, зависит от температуры фильеры, которая не должна превышать температуру солидуса.The melt temperature was set in the range of 520-550 ^o C for extrusion speeds of 0.5-5.0 mm / s. The decrease in speed and temperature led to the beginning of crystallization in a wide part of the die, the formation of a crystallization front in the form of a hole, an increase in pressure, and the appearance of surface tears characteristic of the known process of pressing. An increase in extrusion speeds and temperatures can lead to the appearance of a liquid phase at the exit of the die. The position of the crystallization front, in addition, depends on the temperature of the die, which should not exceed the solidus temperature.

В ходе исследования процесса были получены прутки и трубы диаметром 10,14 и 26 мм. При металлографическом исследовании установлено, что структура полученных изделий мелкозернистая, равноосная, близкая к структуре деформируемых полуфабрикатов. Дефекты, характерные как для отливок, типа усадочных пор и раковин, так и для прессованных заготовок, типа волосовин, закатов отсутствуют. Уровень механических свойств на прутках составил условный предел текучести не менее 20 кгс/мм², предел прочности не менее 30 кгс/мм², относительное удлинение не менее 10%, поперечное сужение не менее 20%, что соответствует уровню характеристик деформированных полуфабрикатов, полученных по технологии прототипа.During the study of the process, bars and pipes with a diameter of 10.14 and 26 mm were obtained. A metallographic study found that the structure of the obtained products is fine-grained, equiaxed, close to the structure of deformable semi-finished products. There are no defects typical for castings, such as shrink pores and shells, or for pressed blanks, such as hairpins, and sunsets. The level of mechanical properties on the rods amounted to a conditional yield strength of at least 20 kgf / mm ² , tensile strength of at least 30 kgf / mm ² , elongation of at least 10%, transverse narrowing of at least 20%, which corresponds to the level of characteristics of deformed semi-finished products obtained by prototype technology.

Таким образом, использование изобретения позволит:
- повысить коэффициент использования металла при производстве заготовок до 0,95.Thus, the use of the invention will allow:
- increase the utilization of metal in the manufacture of billets to 0.95.

- снизить энергоемкость за счет использования прессового оборудования меньшей мощности (в 10 раз), за счет неполного расплава металла, исключения предварительных термообработок исходных заготовок. - reduce energy intensity due to the use of press equipment of lower power (10 times), due to incomplete metal melt, elimination of preliminary heat treatment of the initial workpieces.

Расширить номенклатуру изготавливаемых полуфабрикатов. Expand the range of manufactured semi-finished products.

Claims

A method of manufacturing rods, profiles and tubes of a magnesium alloy, comprising heating a magnesium alloy and extruding it through a die, characterized in that it is heated to a temperature between the solidus and liquidus points, and before extrusion, the die is heated to a temperature not exceeding the solidus temperature of the alloy, and support her in the extrusion process.