[發(fā)明專利]鋅合金結(jié)構(gòu)材料連續(xù)擠壓成型的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910044723.0
• 申請日: 2009-11-06
• 公開（公告）號: CN101698205A
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭道強;張輝;蔣子凡;滕世政;何柳
• 申請（專利權(quán)）人: 郴州市強旺新金屬材料有限公司
• 主分類號: B21C23/02
• 分類號: B21C23/02;B21C23/01;B21C31/00
• 代理公司: 長沙新裕知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43210
• 代理人: 劉熙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋅合金管材、型材和線材塑性成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及變形鋅合金結(jié)構(gòu)材料連續(xù)擠壓成型的方法。

背景技術(shù)

鋅及鋅合金具有優(yōu)良的抗大氣腐蝕性能、適用的機械性能、良好的電磁場性能、適宜的化學性能和優(yōu)良的工藝性能、熔點低、能耗少、生產(chǎn)成本低等特點，半個多世紀以來，人們對鋅合金的注意力主要集中在鑄造領(lǐng)域的應用，除了超塑性鋅合金受到人們的關(guān)注外，其它的變形鋅合金結(jié)構(gòu)材料還未涉及，因此就限制了鋅及鋅合金的應用。后來，發(fā)現(xiàn)鈦對鋅合金有細化強化組織的良好作用，以及高強度抗蠕變Zn-Cu-Ti合金熔煉工藝、加工工藝的掌握，打破了鋅合金不能夠作為結(jié)構(gòu)材料使用的觀念，同時，也為塑性加工開辟了新的渠道，拓寬了材料的應用范圍。近年來，通過軋制、加熱擠壓和拉拔生產(chǎn)的鋅及鋅合金板、棒、絲材已大量應用于電池殼、陽極板、印刷板和計算機、打印機零件、通訊、橋梁、高速公路護欄、船舶制造等技術(shù)領(lǐng)域。常規(guī)的熱擠壓生產(chǎn)鋅合金的工藝很復雜，主要是由于鋅和多數(shù)鋅合金屬具有密排六方晶體結(jié)構(gòu)，室溫下塑性變形相當困難，鋅擠壓產(chǎn)品表面不光滑，易于出現(xiàn)裂紋，擠壓通路易堵塞等，至今仍為多次加熱、多次拉拔或多次軋制擠壓的常規(guī)擠壓工藝，且適宜于連續(xù)擠壓一次塑性成型的變形鋅合金材料與連續(xù)擠壓一次塑性成型的方法在國內(nèi)外均為空白。所以，近年來變形鋅及鋅合金結(jié)構(gòu)材料和塑性成型性研究就成了進一步發(fā)展的前沿課題。

目前國際上和國內(nèi)普遍的鋅合金結(jié)構(gòu)材料擠壓方法是：首先需要對擠壓筒和模具進行加熱，擠壓筒加熱溫度為230-250℃，模具加熱溫度為150-200℃；同時將原料鋅或鋅合金加熱，加熱溫度為200-250℃，然后將加熱后的原料鋅或鋅合金裝入擠壓筒進行擠壓。且在熱擠壓時優(yōu)于其熱脆溫度范圍較窄，擠壓速度遠遠低于黃銅。其擠壓工藝對合金材料成分、擠壓機、模具要求極高，因此擠壓生產(chǎn)流程長，成本高，耗能高，生產(chǎn)效率低。目前，國內(nèi)外在鋅基合金的變形鋅合金材料的研究主要有：

如：文獻1——歐洲專利局專利《Improvements?on?anextrusios?process?ofzinc-based?alloys》(Ramon?Galvan?C/Publication?number：EP0508858)，該專利合金的組分為Zn-Al-Cu，Zn69-79％，Al20-30％，Cu1.0-8％，擠壓條件為預先加熱的常規(guī)擠壓。

文獻2——日本特許廳《Method?for?extrusion?molding?from?zinc-basedalloys?material》(Ramon?Galvan?C/Publication?number：JP6234012)，該方法為鋅基合金材料在擠壓模中經(jīng)預熱處理擠壓成型。

文獻3——中國發(fā)明專利申請(公開號：CN1974811A)《高強度高韌性的鋅基合金線材或棒材的制造方法》，其生產(chǎn)工藝為：鋁含量≥10wt％的鋅基合金原料-熔煉-保溫及擠壓-拉拔-熱處理-淬火。

上述文獻1、2、3與本發(fā)明專利對比，制造方法或生產(chǎn)工藝均為常規(guī)的加熱擠壓工藝或常規(guī)的加熱擠壓+拉拔工藝，總存在著工藝流程長、多次加熱能耗高的缺陷。

除此以外，與本發(fā)明密切相關(guān)的還有1990年8月16日德國專利DE3903963A1公開的“旋轉(zhuǎn)式變形連續(xù)金屬擠壓機”。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種變形鋅合金結(jié)構(gòu)材料連續(xù)擠壓成型的方法，以解決現(xiàn)有常規(guī)擠壓工藝存在的流程長、多次加熱能耗高、材料利用率低、生產(chǎn)成本高等突出的問題。

本發(fā)明的技術(shù)思路是，通過變質(zhì)細晶強化精練的方法顯著改善鋅及其合金的塑性加工性能，且形變強化——大剪切變形方式更有利于細化晶粒。利用連續(xù)擠壓擠壓技術(shù)對桿料、顆粒料或熔融金屬等鋅合金結(jié)構(gòu)材料坯料與擠壓設(shè)備旋轉(zhuǎn)擠壓輪之間的強摩擦，產(chǎn)生足夠的擠壓力和熱量，以連續(xù)大剪切變形的方式，將鋅合金結(jié)構(gòu)材料坯料直接擠壓成制品。

本發(fā)明解決問題所采用的技術(shù)方案是：一種變形鋅合金結(jié)構(gòu)材料連續(xù)擠壓成型的方法，是將變質(zhì)細晶強化精練的三元系或四元系鋅基合金原料，經(jīng)連鑄坯料得變形鋅合金圓桿料，或板料，或顆粒料變形鋅合金坯料，表面清洗，室溫干燥后，經(jīng)送料輪送入旋轉(zhuǎn)式連續(xù)擠壓機內(nèi)擠壓；在常溫條件下，通過調(diào)整擠壓輪面與槽封塊弧面之間的接觸長度和運轉(zhuǎn)間隙，使變形鋅合金坯料與帶溝槽的旋轉(zhuǎn)擠壓輪之間產(chǎn)生擠壓力，和摩擦產(chǎn)生熱量，將變形鋅合金坯料以連續(xù)大剪切變形方式直接在模具中產(chǎn)生連續(xù)的和塑性或超塑性一次擠壓變形成制品。