[發(fā)明專利]一種增強鎂合金管的往復(fù)擠壓裝置及加工方法

有效

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• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103894436A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張華;程偉麗;樊建鋒;許并社;董洪標(biāo)
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: B21C23/08
• 分類號: B21C23/08;B21C25/02
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種增強鎂合金管的往復(fù)擠壓裝置及加工方法，屬于有色金屬塑性加工與增加力學(xué)性能的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著航空航天、交通運輸以及信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鎂合金正在成為繼傳統(tǒng)鋼鐵和鋁合金材料以后的第三大金屬結(jié)構(gòu)材料，并被稱之為“21世紀(jì)綠色工程材料”。但是鎂合金強度低、硬度低、塑性差與耐腐蝕性差，致使其工業(yè)應(yīng)用受到很大的限制，必須對鎂合金進行增強處理，才能擴展其使用范圍與應(yīng)用領(lǐng)域。

劇烈塑性變形技術(shù)（簡稱SPD）可將鎂合金晶粒細化至亞微米甚至納米級，是目前常用的鎂合金增強技術(shù)。常用的SPD技術(shù)有往復(fù)擠壓、等通道轉(zhuǎn)角擠壓、高壓扭轉(zhuǎn)、震動沖擊等，但是這些方法僅能制備出超細晶鎂合金塊體材料，無法滿足日益強烈的對鎂合金管材的市場需求，使得其應(yīng)用受到很大限制。為了適應(yīng)當(dāng)前對高強鎂合金管材的市場需求，有必要研發(fā)一種工藝簡單、可操作性強的鎂合金管材的增強技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對背景技術(shù)的情況，提供一種增強鎂合金管的往復(fù)擠壓裝置及加工方法。通過環(huán)狀往復(fù)式擠壓對鎂合金管進行多道次加工，實現(xiàn)“鎂合管-鎂合金塊-鎂合金管”的連續(xù)變形，制備出晶粒細小、組織均勻的高強鎂合金管，抗拉強度可達500MPa，而且成本較低，生產(chǎn)效率較高。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種環(huán)狀往復(fù)擠壓加工裝置，包括：上、下擠壓環(huán)，上、下固定擠壓桿，擠壓筒模具，縮頸區(qū)，其中：縮頸區(qū)將擠壓筒模具分為上、下模腔，所述擠壓筒模具外壁設(shè)置有加熱套。上、下擠壓環(huán)分別設(shè)置在上、下固定擠壓桿外圍，并分別置于上、下膜腔內(nèi)，所述上擠壓環(huán)、上固定擠壓桿和下擠壓環(huán)、下固定擠壓桿分別與上、下液壓伸縮腔相連接。

所述上、下擠壓環(huán)截面為圓環(huán)形，且尺寸相等，并分別與上固定擠壓桿、上模腔和下固定擠壓桿、下模腔相貼合。所述上、下固定擠壓桿截面為圓形，且尺寸相等。所述縮頸區(qū)為圓環(huán)狀，內(nèi)徑小于擠壓筒模具內(nèi)徑，截面為矩形且各個角為光滑倒圓角。所述上、下模腔內(nèi)徑相等。

一種增強鎂合金管往復(fù)擠壓加工方法，其具體步驟包括：

（1）將往復(fù)擠壓裝置安裝于液壓擠壓機上，安裝牢固，各部位置，連接關(guān)系要正確，按序操作；

（2）將鎂合金管材坯料置于加熱爐中，進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度是300℃～400℃，在預(yù)熱溫度下保溫1小時；

（3）開啟加熱套，加熱擠壓筒模具、擠壓環(huán)與固定擠壓桿，加熱溫度預(yù)設(shè)為300℃～400℃，當(dāng)達到預(yù)設(shè)溫度時保溫30分鐘；

（4）退出上擠壓環(huán)與上固定擠壓桿，將預(yù)熱后的鎂合金管材坯料置于擠壓筒模具的上模腔內(nèi)，再將上擠壓環(huán)與上固定擠壓桿伸入擠壓筒模具上模腔內(nèi)，并接觸鎂合金管材坯料；?

（5）加壓上擠壓環(huán)使其下行，壓強是400MPa～700MPa，對預(yù)先置于上模腔內(nèi)的鎂合金管材坯料進行擠壓，使其通過縮頸區(qū)進入下模腔內(nèi)，當(dāng)坯料與下模腔內(nèi)的下擠壓環(huán)接觸時增大上擠壓環(huán)的擠壓壓強，壓強是800MPa～1000MPa，同時下擠壓環(huán)對坯料反向施加背壓，壓強是200MPa～300MPa,至坯料完全進入下模腔，停止推進，完成一道次加工；

（6）反向驅(qū)動上擠壓環(huán)與下擠壓環(huán)，主壓壓強是800MPa～1000MPa，背壓壓強是200MPa～300MPa，坯料在下擠壓環(huán)為主壓、上擠壓環(huán)為背壓的作用下由下模腔進入上模腔，完成二道次加工；

（7）重復(fù)上述步驟（4）和步驟（5）至少是2次實現(xiàn)鎂合金管的連續(xù)往復(fù)擠壓加工；

（8）退出上擠壓環(huán)、下擠壓環(huán)與上固定擠壓桿、下固定擠壓桿，取出往復(fù)擠壓后的鎂合金管，使之在空氣中冷卻，切除廢料；清理模具并涂上下次加工所需潤滑劑，完成加工；得到晶粒細小、組織均勻的高強鎂合金管。

本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有明顯的先進性，是針對鎂合金管強度較低的情況，通過環(huán)狀往復(fù)式擠壓進行加工，實現(xiàn)“鎂合管-鎂合金塊-鎂合金管”的連續(xù)變形，完成相應(yīng)擠壓道次后獲得晶粒細小、組織均勻的高強鎂合金管，本發(fā)明加工的鎂合金管的抗拉強度可達500MPa，該管材可滿足當(dāng)前對高強鎂合金管材的市場需求。而且擠壓模具結(jié)構(gòu)簡單、擠壓變形的可操作性強，可實現(xiàn)連續(xù)擠壓變形，因此生產(chǎn)成本相對較低，生產(chǎn)效率較高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖對實施例作簡單的介紹。

圖1為本發(fā)明中鎂合金管往復(fù)擠壓變形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為擠壓模具通道的剖面示意圖。

圖3是圖2中A-A向的剖視圖。

圖4是圖2中B-B向的剖視圖。