一种镁合金挤压型材热矫直-时效一体化处理方法及其装置制造方法及图纸

一种镁合金挤压型材热矫直

【技术实现步骤摘要】
一种镁合金挤压型材热矫直-时效一体化处理方法及其装置


[0001]本专利技术属于镁合金
，具体涉及一种镁合金挤压型材热矫直-时效一体化处理方法及其装置。

技术介绍

[0002]镁合金作为轻金属结构材料，在汽车、轨交、航空航天等领域具有广泛的应用前景。热挤压是镁合金塑性变形加工方式中最主要的方式之一，通过挤压可得到各种板棒材、管材和型材，包括外轮廓复杂的空腔体的各类型材。在挤压镁合金管材、棒材和型材过程中，由于各种工艺条件限制，常因为坯料内部组织均匀性不好、温度分布的不均、模具设计偏差等众多因素，已经挤压后在外力的作用和冷却速度不均匀等影响下，使得挤压型材制品发生弯曲或扭曲，其直线度往往并不理想，严重影响成品率，为了获得尺寸精度满足使用要求的挤压型材必须对其进行矫直。
[0003]由于工业应用时对合金制品表面质量要求较高，为减少镁合金挤压型材表面划伤，一般需要采用矫直机进行张力矫直；尤其是具有复杂断面的合金型材，比较适合的为拉伸矫直。但镁合金在常温下拉伸变形抗力大、塑性变形能力差，当材料原始弯曲度较大时，若采用室温拉伸矫直，其矫直回弹大有时甚至导致材料断裂。因此需要将镁合金材料加热到一定温度才能进行拉伸矫直。
[0004]矫直后的挤压型材为了进一步提高挤压型材的力学性能，往往还需要进行时效热处理，即在某一温度下通过保温一定时间后，在型材的内部组织中形成系列细小弥散的强化相等来进一步提高型材的强度水平。
[0005]镁合金挤压型材加热通过矫直机构进行矫直，然后在时效炉中进行时效热处理，最终获得相应的挤压型材产品。
[0006]对比镁合金材料拉伸矫直的加热方式，目前镁合金材料的拉伸矫直设备主要有两大类：
[0007]1、将镁合金材料先放入加热炉中加热至预定温度，再将其转移到拉伸矫直机上进行拉伸矫直。
[0008]该工艺的主要问题是：从加热炉取出后转移到拉伸矫直机的过程中，由于镁合金的热传导性较好，材料本身的温度下降极快，因此不得不提高前段的加热温度值。该方法增加能耗，工序繁多，增加生产成本，而且材料易产生热变形，材料的组织在过高温度下易发生晶粒长大，导致材料性能严重恶化。
[0009]2、在拉伸矫直机上对镁合金材料进行在线加热和矫直，当前主要方式如下：
[0010]⑴
电阻炉加热方式：为拉伸区域外置一个加热腔体，即将挤压型材的整个拉伸矫直区域置于电阻加热炉中整体电阻加热。如中国专利申请号201710455959.8提出的拉伸矫直机，外腔壁布置电阻丝进行加热，其加热原理是由外壁向中心进行辐射传热。该方法的主要问题是：若待矫直的镁合金材料的弯曲度比较大时，原弯曲挠度大的部分距腔壁近，受到热辐射量高，温度偏高，而接近中心线的部分距腔壁远，受到的热辐射量少，温度偏低，因此
也必将导致整个材料的加热不均，型材的整体受热均匀性较难保证，拉伸矫直时由于温度不均导致矫直效果不理想。同时，电阻加热的时间一般比较长才能达到拉伸矫直所需的预热均温温度，加热效率较低，因此受到很大的限制。
[0011]⑵
直流电加热方式：在两端夹具上增设正、负电极，将镁合金材料作为电阻，采用低电压大电流的方式将镁合金材料加热到所需温度再进行拉伸矫直，如中国专利申请号201110194347.0用于镁合金挤压材在线加热矫直工艺的拉伸矫直装置、中国专利申请号201210392031.7镁合金快速时效与拉伸矫直同步复合工艺等，都是用这种方式。该方法的主要问题是：
[0012]①
若镁合金材料的截面不均匀，比如管材壁厚不均、各种不规则截面的型材，根据物理规律，当电流向着电阻最小的路径流动时，必将导致整个型材截面不同部位被加热的温度不一致；另外，截面心部散热慢、外表面散热快，导致芯部温度一般偏高。不同温度区域的温塑性不同，抗拉强度不同，严重影响拉矫效果；
[0013]②
镁合金的导电性强，单位电阻低，容易出现镁材未到温度，而夹具的温度已过高的情况。因此，单一电加热的方式存在自身的弊端。
[0014]③
电加热过程中，型材由于自身重量的影响，发生型材长度方向的中心往下坠弯的现象，导致矫直的断面不均匀，且存在中心往下弯曲的现象。
[0015]矫直后的挤压型材冷却到室温备用后，为了提高挤压型材的力学性能，往往还需要进行适当的时效热处理，即重新加热到某一温度下通过保温一定时间后，在型材的内部组织中形成强化相来提高型材的最终强度水平。常规的时效处理程序中，重新加热过程既浪费了重新加热的预热时间，还浪费消耗了能源，并且这种一般加热保温条件下，其时效时间一般较长，能耗高、效率低。另外还经常在再加热过程中已拉伸矫直材料又发生受热弯曲的现象。
[0016]而中国专利申请号201210392031.7镁合金快速时效与拉伸矫直同步复合工艺提到，先通电将镁合金工件加热至170～250℃、保温20～40min，再对镁合金工件进行拉伸矫直，拉伸矫直完成后松开镁合金工件，镁合金工件自然冷却。该方法除了存在上述电加热本身的弊端外，先进行时效强化再进行拉伸矫直，也存在明显的弊端。一方面，先时效强化后的镁合金一般其强度都明显提高、塑性明显降低，拉伸矫直过程所需矫直抗力明显增加，导致矫直力上升、矫直回弹明显增大，既浪费了拉伸所用能源，也使得矫直成功率明显降低(回弹或拉断)。另一方面，由于矫直后没有时效热处理过程，拉伸矫直的残余应力过大，材料后期使用存在隐患。因此需要进一步优化。

技术实现思路

[0017]本专利技术的目的在于提供一种镁合金挤压型材热矫直-时效一体化处理方法及其装置，解决了现有挤压型材制备过程中加热效率不高、加热型材均匀性不好、加热前的挤压型材自重易导致挠度增加，以及时效处理时间流程长、时效后型材又发生弯曲现象等一系列问题，并实现拉伸矫直和时效处理工艺一体化加工处理。
[0018]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0019]一种镁合金挤压型材热矫直-时效一体化装置，包括：基座，其顶面沿长度方向设有导轨；拉伸矫直机，包括两辆小车，设置于所述基座导轨上两端，该两辆小车上分别设有
夹持挤压型材的可导电夹头，所述可导电夹头通过电源线连接直流电源发生装置；绝热保温箱，设置于所述基座上，位于两辆小车之间；绝热保温箱包括上、下箱体及若干通入绝热保温箱内的热风导入管道和热风导出管道，所述热风导入管道和热风导出管道连接至热风发生器；所述下箱体内设可升降的支撑平台、升降调节驱动装置；控制器，所述直流电源发生装置、热风发生器、升降调节驱动装置和拉伸矫直机均连接该控制器。
[0020]本专利技术所述的镁合金挤压型材热矫直-时效一体化处理方法，其包括如下步骤：
[0021]1)镁合金型材穿过所述绝热保温箱，镁合金型材两端由两辆小车上的可导电夹头夹持，一辆小车固定在导轨上，另一辆小车控制产生拉伸力矫直镁合金型材；
[0022]2)绝热保温箱下箱体内的支撑平台上升接触托住所述镁合金型材底面；
[0023]3)打开直流电源发生装置，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镁合金挤压型材热矫直-时效一体化装置，其特征在于，包括：基座，其顶面沿长度方向设有导轨；拉伸矫直机，包括两辆小车，设置于所述基座导轨上两端，该两辆小车上分别设有夹持挤压型材的可导电夹头，所述可导电夹头通过电源线连接直流电源发生装置；绝热保温箱，设置于所述基座上，位于两辆小车之间；绝热保温箱包括上、下箱体及若干通入绝热保温箱内的热风导入管道和热风导出管道，所述热风导入管道和热风导出管道连接至热风发生器；所述下箱体内设可升降的支撑平台、升降调节驱动装置；控制器，所述拉伸矫直机小车、直流电源发生装置、热风发生器、升降调节驱动装置均连接该控制器。2.使用如权利要求1所述的镁合金挤压型材热矫直-时效一体化装置的镁合金挤压型材热矫直-时效一体化处理方法，其特征是，包括如下步骤：1)镁合金型材穿过所述绝热保温箱，镁合金型材两端由两辆小车上的可导电夹头夹持，一辆小车固定在导轨上，另一辆小车控制产生拉伸力矫直镁合金型材；2)绝热保温箱下箱体内的支撑平台上升接触托住所述镁合金型材底面；3)打开直...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐伟能，王科，陈阿平，胡勇，童恬，贾砚林，祁卫东，田俊玲，
申请(专利权)人：宝钢金属有限公司，
类型：发明
国别省市：