[發明專利]一種稀土鎂合金無縫薄壁細管熱擠壓方法及其專用模具

無效

• 申請號: 200910103816.6
• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN101549361A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 高家誠;李偉
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B21C23/08
• 分類號: B21C23/08;B21C23/01;C22F1/06;C21D9/08;C21D11/00;B21C31/00;C10M125/02;B21C25/02;B21C27/00;B21C26/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 李海華

技術領域

本發明涉及鎂合金熱擠壓成形技術，具體為一種稀土鎂合金無縫薄壁細管熱擠壓方法及其專用模具。

背景技術

鎂合金作為21世紀最具開發應用潛力的綠色工程材料被廣泛應用于航空、航天、汽車和電子等行業。由于鎂及鎂合金具有密排六方結構，滑移系少，塑性成形能力差，鎂合金在壓鑄成形領域優先得到重視和發展。但是通過擠壓、鍛造、軋制等工藝生產的鎂合金具有更高的強度、更好的延展性和更多樣化的力學性能。近年來，鎂合金的塑性加工技術獲得了越來越多的關注和研究。

在制造業中，由于管材擠壓加工具有原材料消耗少、尺寸精度和表面精度高、力學性能好等優點，故鎂合金管材也主要采用熱擠壓方法來生產。管材擠壓成形的方法主要有空心錠坯正向擠壓、穿孔擠壓、反向擠壓、分流擠壓等，通常，反向擠壓適用于大直徑管材。而主要用于生物醫學血管支架基材的鎂合金管材要求管徑細、管壁薄且無縫，分流擠壓還存在焊縫，因此反向擠壓、穿孔擠壓和分流擠壓均不適合上述鎂合金薄壁管的生產，因此主要用于生物醫學血管支架基材的鎂合金無縫薄壁細管適合采用空心坯正向擠壓生產。

目前，鎂合金的塑性加工工藝還不成熟，鎂合金管、尤其是高精度鎂合金薄壁細管的生產還存在擠壓變形力大、加工范圍窄、對毛坯要求高等問題。塑性變形的坯料也主要集中在AZ系列易變形鎂合金，對于熱穩定性高的稀土鎂合金塑性變形研究還很少，這類鎂合金更難擠壓，關于稀土鎂合金無縫薄壁細管的擠壓尚未見報道。

發明內容

針對現有鎂合金管材擠壓中存在的上述問題和稀土鎂合金的特點，本發明的目的是提供一種擠壓變形力小、加工范圍廣、毛坯要求低的稀土鎂合金無縫薄壁細管熱擠壓方法及其專用模具。

本發明的目的是這樣實現的：

一種稀土鎂合金無縫薄壁細管熱擠壓方法，其工藝步驟是：

(1)鑄錠均勻化處理-將稀土鎂合金鑄錠在熱處理爐中均勻化處理，其處理溫度為485～525℃，保溫時間為8～12小時；

(2)涂敷潤滑劑-將均勻化處理后的稀土鎂合金鑄錠車皮，加工成空心圓柱坯料，去除碎屑和毛刺，在其內外表面均勻涂敷潤滑劑；

(3)坯料預擠壓-將裝有坯料的預擠壓模置于熱處理爐中加熱后通過預擠壓模對坯料進行預擠壓，預擠壓溫度為360～420℃；預擠壓不僅使坯料結構致密，還有均勻成分、破碎晶粒等作用；

(4)擠壓成形-取下預擠壓模，換上成形模，重新裝好模具，連同預擠壓坯料一起置于熱處理爐中加熱，其加熱溫度為400～460℃，保溫時間為1～1.5h，加熱后取出模具進行擠壓成形；擠壓成形溫度為380～440℃，擠壓速度為1～10mm/s，擠壓比為11～44；

(5)固溶時效處理-在氬氣保護下對擠壓成形的稀土鎂合金細管進行固溶時效處理，固溶溫度480～520℃，固溶時間2～4h，時效溫度160～200℃，時效時間12～20h；固溶后立即水冷。

所述潤滑劑為石墨粉與動物油按質量比1∶2.5～3混合的稠狀物。

根據上述熱擠壓方法設計的稀土鎂合金無縫薄壁細管熱擠壓專用模具，包括上模座、下模座、擠壓筒、凸模和凹模，其特征在于：本專用模具配備的凹模有專對坯料預擠壓的預擠壓凹模和對預擠壓后的坯料成形擠壓的成形凹模兩種，所述預擠壓凹模和成形凹模具有相同的外形尺寸，可以以互換的方式通過擠壓筒配合固定在下模座上，擠壓筒和預擠壓凹模或成形凹模通過上模座和下模座緊固；所述凸模由一體成型同軸的擠壓桿、擠壓軸和擠壓針構成，擠壓桿上端設有防止擠壓軸與成形凹模直接接觸的限位壓頭；擠壓桿和擠壓針直徑小于擠壓軸直徑，擠壓軸與擠壓筒內壁過渡配合；擠壓軸與擠壓針結合部位采用25°錐度角和圓弧過渡；擠壓針采用錐度為0.3°的錐度結構。預擠壓凹模和成形凹模上設有與擠壓筒同心的型腔，預擠壓凹模的型腔與擠壓針過渡配合，成形凹模的型腔與深入其內的擠壓針一起構成供坯料出來的環形擠壓孔。

所述擠壓筒由擠壓筒內襯和擠壓筒外套構成，兩者過盈熱裝配合，所述擠壓筒內襯外徑尺寸是內徑的1.5～1.8倍，擠壓筒外套外徑尺寸是內徑的2.0～2.2倍，裝配過盈量為擠壓筒內襯外徑的0.002～0.003倍。在擠壓筒外套外壁設有保溫套，保溫套、擠壓筒外套和擠壓筒內襯上設有貫通的直達凹模外壁的測溫孔，便于插入測溫設備測量凹模外壁的溫度變化。

所述下模座上設有圓形凸臺，擠壓筒下端設有與圓形凸臺對應的圓形沉孔，擠壓筒通過圓形沉孔緊套在圓形凸臺上。

與現有技術相比，本發明的優點是：