[發明專利]一種高強度高韌性鎂合金變通道擠壓與軋制復合成型裝置及方法

在審

• 申請號: 201910011580.7
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109675948A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 李彩霞;張洋;張程皓;朱智超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B21C23/00
• 分類號: B21C23/00;B21C25/02;B21B3/00;C22F1/04
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一種高強度高韌性鎂合金變通道擠壓與軋制復合成型裝置及方法，屬于材料成型技術領域。本發明為了解決現有大塑性變形方法制備超細晶材料工序復雜，工藝要求較高的問題。本發明專利的技術要點是：由一個轉角擠壓通道和多級擠壓通道構成，各級擠壓通道的橫截面均不相同，通道出口連接軋制機前臺，將擠壓坯料自軋機前臺喂入，將上軋輥壓下至設定尺寸，材料在軋輥的旋轉帶動下拽入軋制區域，進行軋制變形，軋制到要求設計的尺寸。本發明是一種高強度高韌性鎂合金變通道擠壓與軋制復合成型裝置及方法，用于制備超細晶材料，同時提高生產效率。

技術領域

本發明涉及一種高強度高韌性鎂合金變通道擠壓與軋制復合成型裝置及方法，屬于材料成型技術領域。

背景技術

高性能材料是支撐航空航天、交通運輸、汽車制造等領域的基礎，而具有超乎尋常的力學性能及物理性能的細晶粒金屬材料成為發展高性能材料的重要方向之一?，F有制備超細晶粒金屬材料方法主要包括等通道轉角擠壓、往復墩擠、累積疊扎、反復墩壓等。中國發明專利公開號CN 1709605A，提出制備超細晶材料的U型等通道反復擠壓裝置，該專利采用連續兩次等通道擠壓實現制備超細晶材料的目的，此外，在公開號分別為CN101259493、CN1709605、CN2757953、CN2757954、CN2768921的中國發明專利申請者提出的制備超細晶材料所用的L型、U型、C型、S型轉角往復擠壓模具和反復墩粗擠壓模具僅僅是ECAP方法的簡單形式改進，并無實質性的工業創新和解決生產問題。為了解決這些問題，國內外研究提出了很多改進方法，如旋轉模具ECAP、等徑角軋制等方法（中國有色金屬學報，2010，20（40）：587），但上述ECAP改進技術不僅所需工程力大而且對設備要求高。因此，探究和應用多種成型方法于一體的累積變形裝置來制備高性能材料具有重要意義。

發明內容

一種高強度高韌性鎂合金變通道擠壓與軋制復合成型裝置及方法包括沖頭、轉角擠壓通道、小截面扭擠通道、大截面矩形通道、小截面正擠壓一級六邊形通道、小截面正擠壓二級矩形通道和模套、上軋輥、下軋輥。

變形通道凹模安裝在模套內，變形通道凹模設有通道入口和通道出口、沖頭安裝在通道入口處、轉角擠壓通道安裝在變形通道凹模內、轉角擠壓通道的一端與通道入口相連通，另一端通過小截面扭擠通道、大截面矩形通道與小截面正擠壓一級六邊形通道和小截面正擠壓二級矩形通道相連通、小截面正擠壓二級矩形通道與通道出口相連通，擠出坯料與上軋輥和下軋輥相連通。

所述擠壓和軋制前制備材料步驟：1.將鎂合金原錠在680-720℃之間熔化；2.將熔化的金屬液在680-720℃之間鑄造成鎂合金實心圓鑄錠，自然冷卻至室溫。3.圓鑄錠加工成圓柱狀，在410℃進行24小時均勻化處理，提高其成型性能。4.將熱處理后的鑄錠加熱到300-400℃進行擠壓和軋制。

進一步地：模套的上端面上圓周分布有多個加熱孔，變形通道凹模和模套側壁上設有熱電偶測溫孔。

根據權利要求1所述的一種高強度高韌性鎂合金變通道擠壓與軋制復合成型裝置及方法，其特征在于：大截面矩形通道的橫截面呈矩形、六邊形或八邊形，小截面正擠壓一級六邊形。

進一步地：變形通道凹模由兩個半模拼裝而成。

進一步地：變形通道凹模由兩個半模拼裝而成，變形通道凹模呈倒立圓臺狀。

進一步地：每一個軋制行程開始前，上軋輥首先壓下至設定的尺寸。

基于一種高強度高韌性鎂合金變通道擠壓與軋制復合成型裝置及方法，包括以下步驟：

步驟一、1.將鎂合金原錠在680-720℃之間熔化；

2.將熔化的金屬液在680-720℃之間鑄造成鎂合金實心圓鑄錠，自然冷卻至室溫。3.圓鑄錠加工成圓柱狀，在410℃進行24小時均勻化處理，提高其成型性能。4.將熱處理后的鑄錠加熱到300-400℃進行擠壓和軋制。