[發(fā)明專利]一種合金擠壓型材的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610078487.0
• 申請(qǐng)日: 2006-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101081408A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐駿;樊中云;張少明;石力開(kāi);楊必成;許建國(guó);杜文龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院;瑞瑪泰(北京)科技有限公司
• 主分類號(hào): B21C23/02
• 分類號(hào): B21C23/02;B21C31/00;B21C23/14;B21C23/08
• 代理公司: 北京北新智誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 耿小強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有色金屬制備與加工領(lǐng)域，具體涉及到擠壓制備合金型材的方法。

背景技術(shù)

擠壓成型是合金的一種重要成形方式，用擠壓的方法可制備不同斷面形狀的高性能型材。通常的擠壓工藝是先鑄造合金坯錠，然后將坯錠加工成所需尺寸后再加熱到適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，最終放入擠壓筒擠壓成型。在這個(gè)工藝中，需要將金屬先熔化再冷卻，之后再加熱到較高溫度，整個(gè)過(guò)程需要投入多套設(shè)備，而且能耗很大；在鑄造和鑄錠的機(jī)加工過(guò)程中又會(huì)造成較大的材料損耗，若要擠壓管材，還需鑄造空心鑄錠或是對(duì)鑄錠進(jìn)行穿孔，對(duì)設(shè)備和工藝都有較高要求。此外，擠壓型材的長(zhǎng)度受擠壓筒和坯料大小的限制，現(xiàn)有的連續(xù)擠壓工藝只能制備小斷面尺寸的型材，而且對(duì)設(shè)備要求很高，無(wú)法滿足對(duì)較大斷面連續(xù)型材需求。

目前，鎂、鋁合金的擠壓型材在交通、電子、建筑等各行各業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用，而且市場(chǎng)前景在不斷擴(kuò)大。近年來(lái)，鋁、鎂合金的半固半液的制漿技術(shù)也取得顯著進(jìn)展，由于半固半液的漿料中存在一定體積分?jǐn)?shù)的固相，而且固相晶粒為球狀，所以漿料具有較好的流動(dòng)性，漿料完全凝固釋放的潛熱也遠(yuǎn)低于液相凝固。對(duì)半固半液的漿料進(jìn)行變形和成形，突破了傳統(tǒng)的塑性變形理念，是一種全新的成形方法。當(dāng)今節(jié)約能源和材料消耗是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的主題。如何將半固半液的加工技術(shù)應(yīng)用于合金型材制備，就成為本技術(shù)領(lǐng)域急需解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)約能源和材料消耗，縮短工藝流程的合金擠壓型材的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種合金擠壓型材的制備方法，其步驟如下：

(1)將擠壓裝置的擠壓筒、擠壓墊以及擠壓筒澆料口預(yù)熱至500～650℃范圍內(nèi)；

(2)預(yù)熱擠壓模具至300～500℃，向擠壓筒前端冷卻套內(nèi)通入冷卻液，冷卻液溫度控制在20～200℃；

(3)將合金在半固半液溫度區(qū)間以漿料形式定量注入擠壓筒澆料口中；

(4)擠壓桿向前推進(jìn)，半固半液的漿料向前運(yùn)動(dòng)并逐漸充滿擠壓筒，然后在擠壓筒前端凝固，經(jīng)塑性變形后從模具中擠出并經(jīng)二次冷卻，得到所需型材。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：在所述步驟(4)中，在擠壓筒內(nèi)半固半液的漿料完全凝固之前，擠壓桿和擠壓墊退回到擠壓筒澆料口左側(cè)，再次向擠壓筒內(nèi)定量注入半固半液的漿料，然后擠壓桿前進(jìn)，推動(dòng)新注入的半固半液的漿料和原剩余的半固半液的漿料的完全混合；擠壓桿繼續(xù)前進(jìn)，型材從模具中擠出；如此往復(fù)，擠出連續(xù)不斷的型材。

在上述優(yōu)選技術(shù)方案中，由于新注入漿料和擠壓筒內(nèi)剩余漿料之間不會(huì)出現(xiàn)任何界面，所以可以連續(xù)擠壓出所需長(zhǎng)度的型材。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述步驟(3)中的半固半液的漿料是通過(guò)將合金熔體用機(jī)械攪拌、電磁攪拌或冷卻斜槽方法制成。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述合金熔體為鎂合金或鋁合金，其中所述鎂合金中鎂含量為90～99重量％，或所述鋁合金中鋁含量為80～99重量％。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述擠壓筒溫度分區(qū)段控制，靠近擠壓筒澆料口處依靠環(huán)形加熱元件加熱，將溫度控制在與半固半液的漿料溫度接近，擠壓筒前端通過(guò)冷卻套控制在20～200℃。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：通過(guò)在所述擠壓桿上安裝穿孔針，對(duì)擠壓筒內(nèi)半固半液的漿料穿孔，最終擠壓成空心管材或其他異型材。

該發(fā)明具有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1.對(duì)普通擠壓機(jī)稍加改造就可實(shí)現(xiàn)，工藝對(duì)設(shè)備要求較低；2.擠壓前無(wú)需鑄造坯錠和對(duì)坯錠進(jìn)行車削、穿孔、預(yù)熱等，大大節(jié)省了加工工序和原材料消耗；3.擠壓過(guò)程中漿料與擠壓筒壁之間的摩擦很小，因此擠壓中所需擠壓力遠(yuǎn)小于對(duì)固態(tài)坯料的擠壓，大幅度節(jié)省了擠壓能耗，減小了所需擠壓機(jī)噸位；4.穿孔針對(duì)半固半液的漿料穿孔阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通擠壓的穿孔過(guò)程，穿孔針不會(huì)變形折斷，而且可穿大直徑內(nèi)孔；5.通過(guò)間斷性的向擠壓筒內(nèi)補(bǔ)充半固半液的漿料，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)擠壓管材、棒材等；6.與傳統(tǒng)連續(xù)擠壓技術(shù)比較，本發(fā)明可以擠壓較大斷面尺寸的型材；7.擠壓型材內(nèi)部組織細(xì)小，力學(xué)性能高于常規(guī)擠壓。

下面通過(guò)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但并不意味著對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明制備合金擠壓型材的方法所用擠壓筒的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明制備合金擠壓型材的方法制備的擠壓棒材的縱向微觀組織。

具體實(shí)施方式