[發明專利]具有超細晶粒組織的鎂合金中厚壁管材的制造工藝

無效

• 申請號: 201210120808.4
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102632183A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 張錚;陳忠;譚明;徐國榮;權高峰;于超;王鵬展;王林林
• 申請（專利權）人: 江蘇誠德鋼管股份有限公司
• 主分類號: B21K1/14
• 分類號: B21K1/14;C22F1/06
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 楊秀達

技術領域

本發明涉及有色金屬加工技術領域，特別是一種具有超細晶粒組織的鎂合金中厚壁管材制造技術領域。

背景技術

鎂合金具有低密度、電磁屏蔽性良好，比強度和剛度高、抗震能力強、易于機加工成形和回收再利用等優點。目前，鎂合金管材大多數是以模鑄、壓鑄以及半固態成形等工藝來生產產品。這些工藝生產的產品，存在著組織不均勻、成分偏析、力學性能偏低等缺點，不能充分發揮鎂合金的性能優勢。塑性變形能夠改善鎂合金組織和力學性能，大大提高鎂合金的強度和塑性。例如利用擠壓來進行塑性加工鎂合金管材。但擠壓由于受到設備的限制，擠壓的管材尺寸、擠壓比均受到限制，不能充分進行塑性變形，很多晶粒未能等到充分破碎，晶粒大小不一，管材各向異性嚴重。生產具有優良性能的鎂合金管材不僅可以滿足現有航空航天等領域對棒材需求，也使得利用管材生產變形過程復雜的工藝的高性能鎂合金其他產品成為可能。

發明內容

本發明目的提出一種能克服現有技術缺陷的具有超細晶粒組織的鎂合金中厚壁管材制造方法。

本發明包括以下步驟：

1）軟化退火：取擠壓比大于2.5的鎂合金擠壓管坯加熱溫度至330℃、保溫0.5h；

2）徑向鍛造：將鎂合金擠壓管坯反復循環進行旋轉鍛造、中間退火和冷卻加工；

3）精整：矯直處理；

4）去應力退火：將半成品加熱至250℃，保溫1h；

5）精加工：鋸切、表面處理。

本發明是一種少切削、金屬利用率高的中厚壁管材（壁厚≥10mm）的生產方法。采用擠壓態鎂合金管材作為坯料，通過多次“旋轉鍛造冷變形及退火”，從而大幅的細化鎂合金板的晶粒尺寸。用徑向鍛造法生產的鎂合金管材采用的是室溫旋轉鍛造，生產過程自動控制。鍛造時，將管坯套在芯棒上，并安裝在夾頭上。夾頭邊旋轉邊將芯棒和套在其上的坯料送入鍛造箱中，管坯在芯棒上由3個以上錘頭徑向打擊，完成變形。帶有錐度的芯棒且涂敷水溶性潤滑劑有利于芯棒脫出。

本發明優點具體體表在：

1、加工的產品力學性能好：室溫徑向鍛造+退火工藝生產鎂合金管材，在累計變形量大于20%時，全截面可獲得較均勻的組織，隨著變形量的進一步增大，與適當的熱處理工藝配合，可得到更加均勻細小晶粒，平均晶粒尺寸在10μm以下，各向異性基本消除，綜合力學性能明顯提高。

2、加工生產效率高：由于徑向鍛機的打擊頻率高，鍛打過程為自動控制，工步間不間斷，鍛打過程中不使用任何其他附加工具，不必進行工步測量，所以生產率高。

3、材料利用率高：由于徑向鍛造工藝縮短鍛件精度高，加工余量小，可顯著節約原材料。冷鍛件可以不經過切削加工或只經過少量切削加工就可直接應用。

4、鍛件精度高、表面粗糙度低：冷鍛外徑60mm壁厚20的擠壓態鎂合金管材，采用芯棒成形尺寸公差達±0.3mm；冷鍛表面粗糙度外徑可達Ra3.2—0.4μm。

總之，本發明的方法成本低、操作簡單、可用于大規模生產，是一種經濟、有效的制備超細晶鎂合金管材的方法，更加均勻細小，經控制熱處理成為晶粒小于10微米的成品鎂合金板。利用該方法制備鎂合金管材具有成本低、強度高、塑性好、管材表面質量好、幾何尺寸精度高等特點，可廣泛應用在汽車、航空航天、通訊、建筑等各個領域。

在步驟2）中，所述旋轉鍛造的每道次變形量為2～15%，每加熱一次進行1～4道次徑向鍛造，各一道次徑向鍛造的變形量大于前一道次徑向鍛造的變形量。

在步驟3）中變形量為1～4%。

具體實施方式

現結合牌號AZ31B,產品規格ф60mm×15mm的具有超細晶粒組織的鎂合金管材生產為例進行說明。

其具體生產方法如下：

1、軟化退火：取表面清理確認沒有裂紋缺陷，規格：ф80mm×25mm、擠壓比大于2.5的鎂合金擠壓管坯加熱溫度至330℃、保溫0.5h。

2、徑向鍛造：

?將鎂合金擠壓管坯反復循環進行旋轉鍛造、中間退火和冷卻加工。

在帶有錐度的芯棒涂敷水溶性潤滑劑或固體潤滑劑，以利于芯棒脫出。

?錘頭速度/鍛造頻率：大于150次／分～900次／分。

?鍛件旋轉速度/夾頭的轉數N=3～13?rPm。

?軸向送進速度/坯料進給速度V：冷鍛時為0.04～0.3m/min，精整時為0.3～1.5m/min

進錘速度/徑向進給速度：一般為50～280?mm/min。