[發明專利]中塑性高吸能鎂合金及可深度冷彎的管材制備裝置和方法

有效

• 申請號: 201810331020.5
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108359870B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 樂啟熾;胡克;李春雨;趙大志;賈永輝;寶磊
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22C1/03;C22F1/06;B22D11/00;B21C37/06;B21C25/02;B21C29/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種中塑性高吸能鎂合金的可深度冷彎的管材制備裝置，其特征在于，該裝置包括中空的擠壓桿、分流擠壓上模、分流擠壓下模、擠壓筒、擠壓墊片和渦輪增壓冷卻系統；擠壓筒裝配在擠壓底座上，擠壓筒內底部裝配有擠壓桿，擠壓墊片連接在擠壓桿上，分流擠壓模具設在擠壓筒出口處，渦輪增壓冷卻系統設在擠壓模具出口處；分流擠壓上模上設有分流孔、直口分流橋、模芯；分流孔是金屬通往型孔的通道，分流橋是支撐模芯的支架，模芯用來形成型材內腔的形狀和尺寸，分流孔使用內側半圓外側半橢圓設計，分流孔所占面積比為0.3~0.6；分流擠壓下模上設有焊合室、模孔型腔、直口工作帶、喇叭口工作帶；工作帶使用直口和喇叭口復合設計，其直口工作帶直徑與喇叭口工作帶直徑之比為1.05~1.20，直口工作帶與喇叭口工作帶的寬口端相連通，工作帶長3或5mm；所述裝置用于制備中塑性高吸能鎂合金，所述鎂合金的成分按質量百分比分別為：Zn：1.5~2.2%，Ce：0.2~0.7%，La：0.1~0.2%，Mn：0.3~0.9%，Zr：0.06~0.6%，Ca：0.1~0.3%，余量為Mg和雜質，其中，按質量百分比，Ce：La=(2~7)：1，Mn：Zr=(1.5~5)：1，雜質Fe<0.003%。

2.一種中塑性高吸能鎂合金的可深度冷彎的管材的制備方法，采用權利要求1所述的可深度冷彎的管材制備裝置，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1，熔煉：

（1）將金屬鎂在熔劑保護下加熱至730~740℃熔化，按中塑性高吸能鎂合金配比計算加入先加入Zn，待Zn全部融化后，再加入Mg-Zr中間合金和MnCl₂顆粒；其中，所述中塑性高吸能鎂合金，所述鎂合金的成分按質量百分比分別為：Zn：1.5~2.2%，Ce：0.2~0.7%，La：0.1~0.2%，Mn：0.3~0.9%，Zr：0.06~0.6%，Ca：0.1~0.3%，余量為Mg和雜質，其中，按質量百分比，Ce：La=(2~7)：1，Mn：Zr=(1.5~5)：1，雜質Fe<0.003%；

（2）將熔體降溫至705~715℃后，按中塑性高吸能鎂合金配比計算加入Mg-Ca中間合金、Mg-Ce中間合金和Mg-La中間合金，其中：Mg-Ca中間合金、Mg-Ce中間合金、Mg-La中間合金的添加無先后順序要求；

（3）對熔體進行凈化處理；

步驟2，半連續鑄造：

將熔體降溫至680~700℃進行半連續鑄造，勵磁線圈安匝數5000~7500AT，電磁頻率20~50Hz，鑄造速度為80~200mm/min，水量為11~19m³/h，得到鎂合金鑄造棒材；

步驟3，分流擠壓：

（1）均勻化處理：將鎂合金鑄造棒材在330~420℃保溫8~14h；

（2）對均勻化處理后鎂合金棒材，進行分流擠壓前預處理；

（3）將預處理后的鎂合金棒材，進行分流擠壓，擠壓參數符合下表，制得可深度冷彎高吸能鎂合金管材，

。

3.根據權利要求2所述的可深度冷彎的管材的制備方法，其特征在于，所述步驟2中，鎂合金棒材的橫截面直徑為100~200mm。

4.根據權利要求2所述的可深度冷彎的管材的制備方法，其特征在于，所述步驟3中，分流擠壓前預處理為定尺和扒皮。

5.根據權利要求2所述的可深度冷彎的管材的制備方法，其特征在于，所述步驟3中，鎂合金鑄造棒材進行擠壓前，采用二硫化鉬鋰基潤滑脂作為潤滑劑，均勻涂抹在棒材表面和擠壓筒的內壁上。

6.根據權利要求2所述的可深度冷彎的管材的制備方法，其特征在于，所述步驟3中，可深度冷彎高吸能鎂合金管材的橫截面直徑為15~25.4mm，壁厚為1.8~5mm。