[發(fā)明專利]一種鋁包鎂復合棒線材的制備方法

有效

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• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN109047368B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 劉寧;陳路;梁春永;殷福星
• 申請（專利權）人: 河北工業(yè)大學
• 主分類號: B21C37/04
• 分類號: B21C37/04
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發(fā)明為一種鋁包鎂復合棒線材的制備方法。該方法包括以下步驟：對鎂合金芯材表面進行清洗，然后將其放置于結晶器中心位置并與牽引裝置連接固定；將鋁合金加熱熔化后澆入結晶器的澆注內腔，鋁合金液與鎂合金芯材接觸，在芯材表面冷卻凝固形成包覆鋁合金層，同時啟動牽引裝置將復合后的坯料從結晶器下方拉出，實現(xiàn)連續(xù)包覆；其中：控制結晶器的澆注內腔的內徑尺寸與鎂合金芯材內徑尺寸比為1.5?2.3：1；最后將鋁包鎂復合坯料加熱后進行連續(xù)多道次軋制，通過調節(jié)軋制道次和軋孔形狀，制備不同截面尺寸和截面形狀的鋁包鎂復合棒線材。本發(fā)明得到的材料具有良好的組織性能，成本低、效率高，適用性廣。

技術領域

本發(fā)明屬于復合金屬加工技術領域，尤其涉及一種鋁包鎂復合棒線材的制備方法。

背景技術

鎂合金是目前工業(yè)中密度最小的金屬結構材料，且具有高的比強度，良好的消震性和電磁屏蔽性，但是塑性和耐蝕性差；鋁合金具有較好的塑性和耐蝕性，但是密度相比鎂合金較大。鋁包鎂雙金屬棒線材可以結合兩種材料的優(yōu)勢，在通訊、電子、交通運輸?shù)刃袠I(yè)有著廣闊的市場和應用前景。

制備雙金屬復合棒線材的關鍵是獲得具有良好結合性能的界面。冶金結合界面是通過原子相互擴散使兩種金屬材料緊密的結合在一起，相比機械結合界面，具有結合強度高、穩(wěn)定性好、雜質缺陷少等優(yōu)點。目前國內生產(chǎn)雙金屬復合棒線材的方法主要有：

1)焊接包覆法。CN102642344A公開了一種鋁包鎂合金線材及其制備方法，首先將表面預處理后的鋁帶材包覆在鎂合金線材外部，然后在氬氣保護下進行氬弧焊接將鋁焊接在一起，最后經(jīng)拉拔和熱處理后得到鋁包鎂線材。該方法工藝難度大，流程復雜，加工成本高，且界面不能形成均勻的冶金結合。

2)套管法。CN104475478A公開了一種多金屬復合棒材的制備方法，將處理后的空心輔材套到實心基材上，再進行多道次拉拔成型。該方法需要對原材料內外層進行除污處理，裝配時還要控制間隙量和內外層長度，工藝繁瑣，效率低，界面結合質量不均勻。

3)浸涂法。僅適用于熔點相差較大的合金的復合，由于鋁和鎂的熔點僅相差約10℃，該方法不能用于鋁包鎂復合材料的制備。

3)電鍍法。具有能耗高，有污染，可生產(chǎn)產(chǎn)品領域過窄等缺點，由于鋁的化學性質活潑，該方法并不能用于鋁包鎂雙金復合材料的制備。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的為針對當前技術中存在的不足，提供一種鋁包鎂復合棒線材的制備方法。該方法采用鑄造復合法制備鋁包鎂復合鑄錠后直接軋制成型，通過在結晶器內壁設計環(huán)形分體導熱模塊調節(jié)結晶器內徑尺寸和內壁高度，控制覆層金屬液厚度與芯材尺寸之間的比例，實現(xiàn)覆層和芯層在界面處形成良好的冶金結合，再經(jīng)過多道次軋制獲得界面無氧化皮殘留、無分層的鋁包鎂復合材料；本發(fā)明省去金屬表面預處理工藝、包覆焊接工藝和抽真空工藝，有效提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，獲得良好均勻冶金結合界面，可實現(xiàn)不同截面形狀和尺寸的鋁包鎂復合棒線材的制備。

本發(fā)明的技術方案：

一種鋁包鎂復合棒線材的制備方法，包括以下步驟：

(1)芯材處理：對鎂合金芯材表面進行清洗，然后將其放置于結晶器中心位置并與牽引裝置連接固定；

(2)連鑄包覆：將鋁合金加熱至600-750℃熔化后澆入結晶器的澆注內腔，鋁合金液與鎂合金芯材接觸，在芯材表面冷卻凝固形成包覆鋁合金層，同時啟動牽引裝置將復合后的坯料從結晶器下方拉出，實現(xiàn)連續(xù)包覆；

其中：控制結晶器的澆注內腔的內徑尺寸與鎂合金芯材內徑尺寸比為1.5-2.3：1，牽引速度為80-200mm/min；

(3)軋制成型：將鋁包鎂復合坯料加熱至150-350℃保溫0.5-2h，然后在孔型軋機上進行連續(xù)軋制，軋制道次1-18道次，道次變形量為10-26％，總變形量10-97％，獲得鋁包鎂復合棒線材；