[發明專利]一種鎂鋁層狀復合材料薄壁管材的制備方法

有效

• 申請號: 201210204299.3
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN102728649A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 湯振雷;郭勝利;胡捷
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: B21C37/06
• 分類號: B21C37/06
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

技術領域

本發明涉及一種鎂鋁層狀復合材料薄壁管材的制備加工方法，屬于金屬加工技術領域。

背景技術

鋁合金管材主要用于航天、航空、火箭、原子能、兵器、電子、交通運輸等工業領域，由于鋁合金表面易形成一層致密穩定的氧化膜，能阻止內部金屬的進一步氧化，因而具有良好的耐蝕性。鎂的比重是1.74g/cm³，只有鋁的2/3、鈦的2/5、鋼的1/4；鎂合金比鋁合金輕36%、比鋅合金輕73%、比鋼輕77%。鎂合金作為目前密度最小的金屬結構材料之一，是航空航天工業和交通等需要減重行業的重要材料。鎂合金的特點可滿足于航空航天等高科技領域對輕質材料吸噪、減震、防輻射的要求，可大大改善飛行器的氣體動力學性能和明顯減輕結構重量。鎂合金雖然比鋁合金輕，但鎂合金的耐腐蝕性比鋁合金的耐腐蝕性差，因為鎂合金是一種很活潑的金屬，容易被腐蝕，在自然狀態下，表面不能形成的穩定致密的氧化膜，不阻止內部金屬的進一步氧化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鎂鋁層狀復合材料薄壁管材的制備加工技術，本發明方法制備的新型輕質薄壁管材，結合了鋁合金的耐蝕性和鎂合金的低密度和高模量，在航空航天工業、軍工領域、交通領域有很好的應用前景。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種鎂鋁層狀復合材料薄壁管材的制備方法，包括如下步驟：

（1）將半連鑄鎂合金鑄錠和鋁合金鑄錠分別進行均勻化處理；

（2）將經均勻化處理的鎂合金錠進行感應加熱，放入擠壓筒，進行等溫反擠壓，制備出鎂合金杯形件；

（3）將步驟（2）所得的鎂合金杯形件機加工后，利用壓力機把經均勻化處理的鋁合金錠壓入鎂合金杯形件中，得到復合材料坯料；

（4）將步驟（3）所得的復合材料坯料加熱后，放入擠壓筒，首先進行穿孔擠壓，然后進行管材擠壓，得到層狀復合材料管坯；

（5）將步驟（4）所得的層狀復合材料管坯的內外表面處理后，進行冷加工，獲得薄壁管材；

（6）將步驟（5）所得的薄壁管材進行清洗和熱處理；

（7）然后進行矯直，獲得成品管材。

一種優選的技術方案，其特征在于：所述的鎂合金為AZ31、AZ80、AZ91、WE43等變形鎂合金，鋁合金為2024、5A02、6061和7075等變形鋁合金。

一種優選的技術方案，其特征在于：步驟（1）中，所述鎂合金鑄錠的均勻化處理溫度為350℃～480℃，鋁合金鑄錠的均勻化處理溫度為400℃～550℃。

一種優選的技術方案，其特征在于：步驟（2）中，所述鎂合金錠進行反擠壓的擠壓比為1.2～5，擠壓溫度為250℃～450℃，擠壓速度為0.1mm/s～5mm/s；所述鎂合金杯形件的外徑為Ф100mm～Ф300mm，壁厚為10mm～110mm。

一種優選的技術方案，其特征在于：所述的鋁合金鑄錠的直徑為步驟（2）中鎂合金杯形件的內徑，范圍為Ф80mm～Ф280mm。

一種優選的技術方案，其特征在于：步驟（4）中，所述管材擠壓的擠壓比為10～30，擠壓溫度為250℃～480℃，擠壓速度為1mm/s～10mm/s；所述層狀復合材料管坯的外徑為Ф20mm～Ф100mm，壁厚為7.5mm～20mm。

一種優選的技術方案，其特征在于：步驟（5）中，所述的冷加工為軋制，退火或固溶處理間變形量為45～65%，道次加工率為10～25%。

一種優選的技術方案，其特征在于：步驟（6）中，所述的清洗為常規清洗，清除油膩；熱處理為退火或固溶+時效處理，退火溫度為200℃~300℃，固溶溫度為400℃~500℃，時效溫度為140℃~240℃。

一種優選的技術方案，其特征在于：步驟（7）中，所述的矯直為多輥矯直機矯直，矯直管材的外徑為Ф12～Ф80mm，壁厚為1～6mm。

本發明的優點在于：

本發明提供了一種新型的輕質薄壁管材，結合了鋁合金的耐蝕性和鎂合金的低密度和高模量。采用擠壓工藝實現鎂合金和鋁合金的復合，并制備出層狀復合材料管坯，通過冷加工實現減壁、減徑和精整，加工出高精度的層狀復合材料管材。本發明的鎂/鋁層狀復合材料薄壁管材加工技術適合于規模化生產，短流程、成本低、附加值高，制備的鎂/鋁層狀復合材料薄壁管材可用于航空、航天和飛行器，具有一定的經濟效益和社會效益，具有良好的應用推廣前景。

下面通過具體實施方式對本發明做進一步說明，但并不意味著對本發明保護范圍的限制。

具體實施方式