[發明專利]一種鎂合金擠壓型材熱矯直-時效一體化處理方法及其裝置

在審

• 申請號: 202011204167.1
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN114433653A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 唐偉能;王科;陳阿平;胡勇;童恬;賈硯林;祁衛東;田俊玲
• 申請（專利權）人: 寶鋼金屬有限公司
• 主分類號: B21C35/03
• 分類號: B21C35/03;B21C29/00;C22F1/06
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

一種鎂合金擠壓型材熱矯直?時效一體化處理方法及其裝置，該裝置包括：基座，其頂面沿長度方向設有導軌；拉伸矯直機，包括兩輛小車，設于基座導軌上兩端，小車上分設可導電夾頭；絕熱保溫箱，設置于基座上，位于兩輛小車之間；絕熱保溫箱包括上、下箱體及通入絕熱保溫箱內的熱風導入、導出管道、熱風發生器；下箱體內設可升降的支撐平臺、升降調節驅動裝置；控制器，小車、直流電源發生裝置、熱風發生器、驅動裝置均連接控制器。本發明解決了加熱效率不高、加熱型材均勻性不好、加熱前的擠壓型材自重易導致撓度增加，以及時效處理時間流程長、時效后型材又發生彎曲現象等一系列問題，并實現拉伸矯直和時效處理工藝一體化加工處理。

技術領域

本發明屬于鎂合金技術領域，具體涉及一種鎂合金擠壓型材熱矯直-時效一體化處理方法及其裝置。

背景技術

鎂合金作為輕金屬結構材料，在汽車、軌交、航空航天等領域具有廣泛的應用前景。熱擠壓是鎂合金塑性變形加工方式中最主要的方式之一，通過擠壓可得到各種板棒材、管材和型材，包括外輪廓復雜的空腔體的各類型材。在擠壓鎂合金管材、棒材和型材過程中，由于各種工藝條件限制，常因為坯料內部組織均勻性不好、溫度分布的不均、模具設計偏差等眾多因素，已經擠壓后在外力的作用和冷卻速度不均勻等影響下，使得擠壓型材制品發生彎曲或扭曲，其直線度往往并不理想，嚴重影響成品率，為了獲得尺寸精度滿足使用要求的擠壓型材必須對其進行矯直。

由于工業應用時對合金制品表面質量要求較高，為減少鎂合金擠壓型材表面劃傷，一般需要采用矯直機進行張力矯直；尤其是具有復雜斷面的合金型材，比較適合的為拉伸矯直。但鎂合金在常溫下拉伸變形抗力大、塑性變形能力差，當材料原始彎曲度較大時，若采用室溫拉伸矯直，其矯直回彈大有時甚至導致材料斷裂。因此需要將鎂合金材料加熱到一定溫度才能進行拉伸矯直。

矯直后的擠壓型材為了進一步提高擠壓型材的力學性能，往往還需要進行時效熱處理，即在某一溫度下通過保溫一定時間后，在型材的內部組織中形成系列細小彌散的強化相等來進一步提高型材的強度水平。

鎂合金擠壓型材加熱通過矯直機構進行矯直，然后在時效爐中進行時效熱處理，最終獲得相應的擠壓型材產品。

對比鎂合金材料拉伸矯直的加熱方式，目前鎂合金材料的拉伸矯直設備主要有兩大類：

1、將鎂合金材料先放入加熱爐中加熱至預定溫度，再將其轉移到拉伸矯直機上進行拉伸矯直。

該工藝的主要問題是：從加熱爐取出后轉移到拉伸矯直機的過程中，由于鎂合金的熱傳導性較好，材料本身的溫度下降極快，因此不得不提高前段的加熱溫度值。該方法增加能耗，工序繁多，增加生產成本，而且材料易產生熱變形，材料的組織在過高溫度下易發生晶粒長大，導致材料性能嚴重惡化。

2、在拉伸矯直機上對鎂合金材料進行在線加熱和矯直，當前主要方式如下：

⑴電阻爐加熱方式：為拉伸區域外置一個加熱腔體，即將擠壓型材的整個拉伸矯直區域置于電阻加熱爐中整體電阻加熱。如中國專利申請號201710455959.8提出的拉伸矯直機，外腔壁布置電阻絲進行加熱，其加熱原理是由外壁向中心進行輻射傳熱。該方法的主要問題是：若待矯直的鎂合金材料的彎曲度比較大時，原彎曲撓度大的部分距腔壁近，受到熱輻射量高，溫度偏高，而接近中心線的部分距腔壁遠，受到的熱輻射量少，溫度偏低，因此也必將導致整個材料的加熱不均，型材的整體受熱均勻性較難保證，拉伸矯直時由于溫度不均導致矯直效果不理想。同時，電阻加熱的時間一般比較長才能達到拉伸矯直所需的預熱均溫溫度，加熱效率較低，因此受到很大的限制。

⑵直流電加熱方式：在兩端夾具上增設正、負電極，將鎂合金材料作為電阻，采用低電壓大電流的方式將鎂合金材料加熱到所需溫度再進行拉伸矯直，如中國專利申請號201110194347.0用于鎂合金擠壓材在線加熱矯直工藝的拉伸矯直裝置、中國專利申請號201210392031.7鎂合金快速時效與拉伸矯直同步復合工藝等，都是用這種方式。該方法的主要問題是：