鎂合金板材擠壓成型方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鎂合金板材擠壓成型方法，包括坯料和模具預處理以及擠壓步驟，擠壓時擠壓速度為18-22mm/s，擠壓比為95:1～110:1，擠壓通道內(nèi)的鎂合金板材的厚度為0.8-1.2mm，通道內(nèi)的鎂合金板材上下表面沿擠壓方向存在1.5-3.0的流速比。本發(fā)明擠壓加工鎂合金板材過程中，板材的上下面存在一定的速度差，這種速度差將在板材的厚度方向上引入切應(yīng)力，使鎂合金基面發(fā)生傾斜并且細化其晶粒，能夠良好改善板材組織，提高板材性能，本發(fā)明公開的擠壓速度、擠壓比與擠壓過程中板材上下表面的速度差相對應(yīng)，三者協(xié)同作用，降低板材基面織構(gòu)和細化板材晶粒的效果更為顯著。
【專利說明】鎂合金板材擠壓成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鎂合金塑性加工領(lǐng)域，涉及一種擠壓加工鎂合金的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂合金性能優(yōu)異，運用領(lǐng)域廣泛，目前普遍采用塑形加工的方法提升鎂合金的各項力學性能。在鎂合金的塑形加工技術(shù)中，擠壓加工獲得了長足的發(fā)展，擠壓工藝將圓鑄錠直接擠壓得成厚度為0.8-3mm的薄板坯，而且所得板坯質(zhì)量好，有利于后續(xù)軋制加工。但是，由于鎂合金為立方晶系，其基面是最密排面，滑移所需的臨界切應(yīng)力最小，導致鎂合金晶?；嫜財D壓方向排列，形成非常強烈的基面織構(gòu)，在后續(xù)軋制過程中，這種基面織構(gòu)會進一步加強，嚴重影響鎂合金板材的性能。
[0003]有鑒于此，本專利發(fā)明了一種在擠壓過程中引入大應(yīng)變剪切擠壓作用的新方法，該方法在擠壓過程中，沿著板材厚度方向流速發(fā)生變化并增大其應(yīng)變，產(chǎn)生額外的剪切力，使鎂合金基面發(fā)生傾斜并且細化其晶粒，能夠良好改善板材組織，提高其強度。同時，薄板坯的擠壓加工可在通常的擠壓機上進行，可實現(xiàn)擠壓板帶坯的連續(xù)成卷，使加工流程短，力口工效率大幅度提高，所得鎂合金板帶材成本較低。
[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種新的擠壓加工鎂合金的方法，該方法能夠顯著改善板材基面織構(gòu)并有效細化合金板材的晶粒，提高板材的綜合力學性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種鎂合金板材擠壓成型方法。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]鎂合金板材擠壓成型方法，包括鎂合金坯料預處理、擠壓模具預處理和擠壓步驟，擠壓時，位于擠壓通道內(nèi)的鎂合金板材上下表面沿擠壓方向的流速比為1.5-3.0。
[0008]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選，鎂合金坯料預處理包括將坯料加熱至410_430°C保溫1.8-2.5小時的步驟。
[0009]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，擠壓模具預處理包括將模具加熱至400-430°C預熱。
[0010]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，擠壓時擠壓速度為18-22mm/s，擠壓比為95:1?110:1。
[0011]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選，擠壓時，位于擠壓通道內(nèi)的鎂合金板材的厚度為
0.8-1.2mm。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:與傳統(tǒng)的擠壓加工方法不同，本發(fā)明擠壓加工鎂合金板材過程中，板材的上下面存在一定的速度差，這種速度差在板材的厚度方向上引入剪切應(yīng)力，使鎂合金基面發(fā)生傾斜并且細化其晶粒，能夠良好改善板材組織，提高板材性能。
[0013]本發(fā)明進一步公開了擠壓過程中上下表面的速度比值，在引入剪切應(yīng)力的同時避免切應(yīng)力過大對板材晶粒尺寸造成的不利影響，有助于綜合控制板材各項性能。
[0014]本發(fā)明進一步公開了擠壓速度和擠壓比，合理的擠壓比和擠壓速度有助于在引入 剪切應(yīng)力的同時細化晶粒尺寸，提高鎂合金板材的表面質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明:
[0016]圖1為實施例1擠壓所得到的鎂合金板材的金相照片；
[0017]圖2為對比實施例1擠壓所得到的鎂合金板材的金相照片；
[0018]圖3為實施例1和對比實施例擠壓所得鎂合金的壓力應(yīng)變曲線；
[0019]圖4a和4b分別為實施例1和對比實施例1的(0002)基面織構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0020]下面對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0021]實施例1:
[0022]本實施例鎂合金板材擠壓成型方法，包括以下步驟:
[0023]a)取圓柱形AZ31鎂合金鑄錠，其尺寸為Φ82πιπι，經(jīng)測定，該合金的化學成份為:Al:3.07%wt, Zn:0.78% ；Mn:0.38%，其余為鎂；
[0024]b)將所選鑄錠加熱到420°C保溫2h，進行均勻化處理；
[0025]c)選取擠壓設(shè)備并進行預處理，本實施例所選擠壓設(shè)備為XJ-500臥式擠壓機，其最大擠壓力為500T，擠壓筒尺寸為450X85mm (長X直徑)，將擠壓筒和擠壓模具預熱到410。。；
[0026]d)擠壓成型:本實施例中板材出模口厚度為1mm，擠壓速度為20mm/s,擠壓比為100:1 ;擠壓過程中控制位于擠壓通道內(nèi)的鎂合金板材上下表面沿擠壓方向的流速比為1.6。
[0027]實施例2:
[0028]本實施例鎂合金板材擠壓成型方法，包括以下步驟:
[0029]a)取圓柱形AZ31鎂合金鑄錠，其尺寸為Φ82πιπι，經(jīng)測定，該合金的化學成份為:Al:3.07%wt, Zn:0.78% ；Mn:0.38%，其余為鎂；
[0030]b)將所選鑄錠加熱到430°C保溫2.5小時，進行均勻化處理；
[0031]c)選取擠壓設(shè)備并進行預處理，本實施例所選擠壓設(shè)備為XJ-500臥式擠壓機，其最大擠壓力為500T，擠壓筒尺寸為450X85mm (長X直徑)，將擠壓筒和擠壓模具預熱到400 0C ；
[0032]d)擠壓成型:本實施例中板材出?？诤穸葹?.2mm,擠壓速度為18mm/s,擠壓比為110:1 ;擠壓過程中控制位于擠壓通道內(nèi)的鎂合金板材上下表面沿擠壓方向的流速比為
3.0。
[0033]實施例3:
[0034]本實施例鎂合金板材擠壓成型方法，包括以下步驟:
[0035]a)取圓柱形AZ31鎂合金鑄錠，其尺寸為Φ82πιπι，經(jīng)測定，該合金的化學成份為:Al:3.07%wt, Zn:0.78% ；Mn:0.38%，其余為鎂；
[0036]b)將所選鑄錠加熱到430°C保溫1.8小時，進行均勻化處理；[0037]c)選取擠壓設(shè)備并進行預處理，本實施例所選擠壓設(shè)備為XJ-500臥式擠壓機，其最大擠壓力為500T，擠壓筒尺寸為450X85mm (長X直徑)，將擠壓筒和擠壓模具預熱到400 0C ；
[0038]d)擠壓成型:本實施例中板材出模口厚度為0.8mm，擠壓速度為22mm/s，擠壓比為95:1 ;擠壓過程中控制位于擠壓通道內(nèi)的鎂合金板材上下表面沿擠壓方向的流速比為
1.5。
[0039]對比實施例1:
[0040]本實施例與實施例1的區(qū)別在于，本實施例擠壓過程中鎂合金板材的上下表面的速度大致相同(采用常規(guī)擠壓進行擠壓)，而且板材內(nèi)部在厚度方向上的流速也沒有梯度。
[0041]下面結(jié)合附圖對上述實施例的結(jié)果進行分析:
[0042]圖1和圖2分別為實施例1和對比實施例1所得板材的金相圖，經(jīng)對比可以發(fā)現(xiàn)，實施例1所得板材的晶粒尺寸明顯低于對比實施例1，這說明實施例1引入在擠壓成型過程中板材厚度方向引入切應(yīng)力可以顯著細化晶粒。
[0043]圖3為實施例1和對比實施例1所得板材的壓力應(yīng)變曲線，經(jīng)對比可以發(fā)現(xiàn)，實施例I所得板材的屈服強度和斷裂強度均大于對比實施例1，這說明實施例1引入在擠壓成型過程中板材厚度方向引入切應(yīng)力可有效提高板材的力學性能。
[0044]圖4a和4b分別為實施例1和對比實施例1的(0002)基面織構(gòu)圖，由圖中可以看出:普通擠壓(對比實施例1)得到的鎂合金板材表現(xiàn)出較強的基面織構(gòu)(22.6)，晶粒c軸平行于板材ND方向，而本發(fā)明實施例1引入速度梯度后板材的織構(gòu)程度低且分散，說明本發(fā)明剪切過程中弓I入剪切應(yīng)變后擠壓產(chǎn)品的織構(gòu)得明顯改善。
[0045]最后說明的是，可以采用多種手段達到本發(fā)明在板材的上下面引入速度差的目的，例如改變擠壓上下?？诘牟馁|(zhì)、粗糙度或采用不同的潤滑油，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的。以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.鎂合金板材擠壓成型方法，包括鎂合金坯料預處理、擠壓模具預處理和擠壓步驟，其特征在于:擠壓時，位于擠壓通道內(nèi)的鎂合金板材上下表面沿擠壓方向的流速比為1.5_3.0 ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂合金板材擠壓成型方法，其特征在于:鎂合金坯料預處理包括將坯料加熱至410-430°C保溫1.8-2.5小時的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂合金板材擠壓成型方法，其特征在于:擠壓模具預處理包括將模具加熱至400-430°C預熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鎂合金板材擠壓成型方法，其特征在于:擠壓時擠壓速度為18-22mm/s，擠壓比為 95:1 ?110:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述鎂合金板材擠壓成型方法,其特征在于:擠壓時,位于擠壓通道內(nèi)的鎂合金板材的厚度為0.8-1.2_。
【文檔編號】B21C23/00GK103878195SQ201410125532
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】楊青山, 蔣斌, 潘復生, 程仁菊, 劉文君, 羅素琴, 董含武, 蔣顯全 申請人:重慶市科學技術(shù)研究院