用于制备高强度镁合金的挤压变形装置及制备方法制造方法及图纸

用于制备高强度镁合金的挤压变形装置及制备方法，装置的上模板（1）的底部设有用于从挤压筒（2）开口端插入对材料进行挤压的凸模（5），挤压筒（2）的内部有用于将受挤压材料与凸模（5）相互隔开的挤压垫（6），挤压模（3）中有材料受挤压而流出的挤出通道（7）。步骤为：（1）熔炼、浇注，得到镁合金锭；（2）将镁合金锭进行均匀化处理；（3）将镁合金锭加工成为挤压坯料；（4）将挤压坯料加热到230~270℃，放入预热的模具中进行挤压，得到镁合金棒材，挤压温度为230~280℃，挤压速率为4~8mm/s，挤压比为25~28；（5）将棒材进行固溶退火；（6）将棒材进行清洗，除去表面杂质，得到高强度镁合金材料。

Extrusion deformation device and preparation method for preparing high strength magnesium alloy

【技术实现步骤摘要】
用于制备高强度镁合金的挤压变形装置及制备方法
本专利技术涉及材料加工领域，尤其涉及挤压变形装置及制备高强度镁合金的技术。
技术介绍
镁合金被称为21世纪的绿色工程结构材料，是目前最轻的金属结构材料。随着镁合金提炼及加工技术的进步，使得镁合金快速发展，在全球范围内得到了广泛应用。镁合金属于密排六方晶体结构，塑性变形能力差。同时镁合金强度较低，在设计制造一些零件时需要增加厚度来保证其强度，有时得不到所期望的轻量效果。通过对镁合金进行变形处理来细化晶粒是一种显著提高镁合金强度与塑性的方法。现有技术主要有以下两种：（1）高温挤压变形工艺在高温下对镁合金进行挤压变形处理，使材料发生塑性变形从而改善其组织及力学性能。使用这种方法得到的镁合金材料长度可以满足大部分工程领域的使用要求，但是在高温下挤压变形得到的镁合金材料晶粒发生长大，细化的效果不佳，材料强度与塑性较差。（2）等径角挤压工艺（ECAP）等径角挤压即将材料放入直径不变的通道中进行挤压，使材料在模具内部有一定转角的地方发生强烈剪切变形从而实现细化晶粒的目的。但是这种方法往往需要通过多道次的变形使材料内部积累足够多的变形量才可以使镁合金晶粒细化到一定程度。而且使用这种方法制备得到的材料长度较短，受到模具限制，不能广泛适用于生产实践。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种挤压变形装置及制备高强度镁合金的方法，旨在解决上述背景中现有技术的不足之处。本专利技术是用于制备高强度镁合金的挤压变形装置及制备方法，本专利技术的用于制备高强度镁合金的挤压变形装置，包括上模板1、挤压筒2、挤压模3、模底座4，上模板1的底部设有用于从挤压筒2开口端插入对材料进行挤压的凸模5，挤压筒2的内部有用于将受挤压材料与凸模5相互隔开的挤压垫6，挤压模3中有材料受挤压而流出的挤出通道7。本专利技术的制备高强度镁合金的方法，其步骤为：（1）在有氩气保护的真空感应炉中进行熔炼、浇注，得到预设尺寸的合格镁合金锭；（2）将镁合金锭放入400~500℃的管式炉中，保温10~12h，进行均匀化处理；（3）将均匀化处理后的镁合金锭进行切削加工，加工成为挤压坯料；（4）在挤压模具内部均匀涂抹润滑剂后进行预热，然后将挤压坯料加热到230~270℃，放入预热的模具中进行挤压，使坯料在发生挤压变形后产生动态再结晶，得到镁合金棒材，挤压温度为230~280℃，挤压速率为4~8mm/s，挤压比为25~28；（5）将挤压得到的棒材进行固溶退火，退火工艺为410~460℃保温10~12h，空冷；（6）将固溶退火后的棒材进行清洗，除去表面杂质，得到高强度镁合金材料。本专利技术具有以下有益之处是：（1）本专利技术所述挤压装置易于拆卸、维修和换模，长时间挤压生产情况下模具挤压头磨损比较严重，本装置中一般只需要更换挤压垫6即可，而且当挤压比变化时只需更换挤压模3即可，这样既避免资源浪费，又不会过多影响实验及生产进程；（2）通过本专利技术得到的镁合金材料晶粒尺寸小，通常可达5μm左右，在大幅度提高镁合金强度的同时也保证了其塑性；（3）本发得到的镁合金材料在长度方向尺寸较大，可以满足更多工程应用需求。附图说明图1是本专利技术挤压变形装置的剖面结构示意图，图2是本专利技术挤压变形装置中挤压模3的剖面结构示意图。具体实施方式本专利技术是用于制备高强度镁合金的挤压变形装置及制备方法，如图1、图2所示，本专利技术的用于制备高强度镁合金的挤压变形装置，包括上模板1、挤压筒2、挤压模3、模底座4，上模板1的底部设有用于从挤压筒2开口端插入对材料进行挤压的凸模5，挤压筒2的内部有用于将受挤压材料与凸模5相互隔开的挤压垫6，挤压模3中有材料受挤压而流出的挤出通道7。如图1、图2所示，挤压模3配装在模底座4上，挤压筒2与挤压模3进行配装并将挤压模3固定在模底座4上。如图1、图2所示，挤压模3为平锥模，模具直径a与过渡带尺寸b满足b=1/5a的关系，模角α为30°~50°，上拔模斜度β为5°~10°，下拔模斜度γ为5°~15°。采用图1、图2所示的用于制备高强度镁合金的挤压变形装置，本专利技术的制备高强度镁合金的方法，其步骤为：（1）在有氩气保护的真空感应炉中进行熔炼、浇注，得到预设尺寸的合格镁合金锭；（2）将镁合金锭放入400~500℃的管式炉中，保温10~12h，进行均匀化处理；（3）将均匀化处理后的镁合金锭进行切削加工，加工成为挤压坯料；（4）在挤压模具内部均匀涂抹润滑剂后进行预热，然后将挤压坯料加热到230~270℃，放入预热的模具中进行挤压，使坯料在发生挤压变形后产生动态再结晶，得到镁合金棒材，挤压温度为230~280℃，挤压速率为4~8mm/s，挤压比为25~28；（5）将挤压得到的棒材进行固溶退火，退火工艺为410~460℃保温10~12h，空冷；（6）将固溶退火后的棒材进行清洗，除去表面杂质，得到高强度镁合金材料。本专利技术克服现有技术的不足，提供了一种挤压变形装置及制备高强度镁合金的方法。在本专利技术中，针对镁合金再结晶温度低这一特点，使镁合金在中低温下进行挤压变形，这个过程中镁合金发生动态再结晶，晶粒显著细化，使材料在强度硬度提高的同时，塑性和韧性也显著增加，得到的镁合金棒材的尺寸可调节范围大，可以满足更多工程应用需求。实施例1：如图1所示，该装置包括上模板1，挤压筒2，挤压模3，模底座4，上模板1底部设有用于从挤压筒2开口端插入对材料进行挤压的凸模5，挤压筒2内部有用于将受挤压材料与凸模5相互隔开的挤压垫6，挤压模3中有材料受挤压而流出的挤出通道7。在本专利技术实施例中，更具体地，所述凸模5固定在上模板1上。在本实施例中，更具体地，所述挤压模3固定在模底座4上，挤压筒2配合挤压模3固定在模底座4上。在本实施例中，更具体地，如图2所示，所述挤压模3的模具直径a为40mm，过渡带尺寸b为8mm，模角α为40°，上拔模斜度β为10°，下拔模斜度γ为15°。在本实施例中，镁合金棒材添加到挤压筒2中，配合凸模5及挤压垫6对物料进行挤压，受到挤压的镁合金棒材在挤压模3的作用下发生变形；在镁合金棒材通过挤出通道7时，发生动态再结晶，充分细化晶粒，得到高强度镁合金。实施例2：（1）在有氩气保护的真空感应炉中进行熔炼、浇注，得到一定尺寸的合格镁合金锭；（2）将镁合金锭放入400℃的管式炉中，保温18h，进行均匀化处理；（3）将均匀化处理后的镁合金锭进行切削加工，加工成为挤压坯料；（4）在挤压模具内部均匀涂抹润滑剂后进行预热，然后将挤压坯料加热到270℃，放入预热的模具中进行挤压，坯料在发生挤压变形后产生动态再结晶，得到镁合金棒材，挤压温度为270℃，挤压速率为6mm/s，挤压比为15；（5）将挤压得到的棒材进行固溶退火，退火工艺为410℃保温16h，空冷；（6）将固溶退火后的棒材进行酸洗，除去本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制备高强度镁合金的挤压变形装置，包括上模板（1）、挤压筒（2）、挤压模（3）、模底座（4），其特征在于上模板（1）的底部设有用于从挤压筒（2）开口端插入对材料进行挤压的凸模（5），挤压筒（2）的内部有用于将受挤压材料与凸模（5）相互隔开的挤压垫（6），挤压模（3）中有材料受挤压而流出的挤出通道（7）。/n

【技术特征摘要】
1.用于制备高强度镁合金的挤压变形装置，包括上模板（1）、挤压筒（2）、挤压模（3）、模底座（4），其特征在于上模板（1）的底部设有用于从挤压筒（2）开口端插入对材料进行挤压的凸模（5），挤压筒（2）的内部有用于将受挤压材料与凸模（5）相互隔开的挤压垫（6），挤压模（3）中有材料受挤压而流出的挤出通道（7）。


2.根据权利要求1所述的用于制备高强度镁合金的挤压变形装置，其特征在于，挤压模（3）配装在模底座（4）上，挤压筒（2）与挤压模（3）进行配装并将挤压模（3）固定在模底座（4）上。


3.根据权利要求1所述的用于制备高强度镁合金的挤压变形装置，其特征在于，所述挤压模（3）为平锥模，模具直径（a）与过渡带尺寸（b）满足b=1/5a的关系，模角（α）为30°~50°，上拔模斜度（β）为5°~10°，下拔模斜度（γ）为5°~15°。

【专利技术属性】
技术研发人员：丁雨田，张鸿飞，王兴茂，雷健，闫康，陈建军，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62