細晶粒鎂合金板材的擠壓方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了細晶粒鎂合金板材的擠壓方法，首先取至少兩塊種類相同的鎂合金塊并疊合固定，然后將疊合固定的鎂合金塊加入擠壓筒進行復合擠壓，所述鎂合金塊同時從擠壓?？跀D出，得到同種鎂合金復合擠壓板材。本發(fā)明鎂合金復合擠壓成方法，將同種鎂合金疊放在一起進行同步擠壓加工，由于界面的存在，避免了擠壓過程中各鎂合金塊產(chǎn)生相互流動，可以有效細化晶粒，從而提高最終擠壓產(chǎn)品的力學性能。本發(fā)明細晶粒鎂合金板材的擠壓方法只需改變擠壓復合方式，無需重新設計擠壓模具，具有較強的生產(chǎn)和研究價值。
【專利說明】細晶粒鎂合金板材的擠壓方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬及合金領域，涉及金屬成型方法，特別涉及同種鎂合金板材的復 合擠壓成型方法。

【背景技術】
[0002] 鎂合金具有比強度、比剛度高，導熱性和阻尼減振性能好，電磁屏蔽性能和機加工 性能優(yōu)異等優(yōu)點，在航天航空、汽車、電器、通訊等各領域具有廣泛的應用價值。由于鎂合金 的晶體結構為密排六方，缺少獨立的滑移系，因此加工比較困難。到目前為止，大多數(shù)鎂合 金產(chǎn)品主要通過鑄造生產(chǎn)，但鑄造產(chǎn)品存在組織粗大、缺陷較多等缺點，從而導致其力學性 能不夠理想，極大制約了鎂合金的廣泛應用，而變形加工鎂合金比鑄造鎂合金有著更高的 力學性能。目前應用較多的鎂合金變形加工方式主要為軋制成形和擠壓成形，但軋制工藝 比較復雜、生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品收得率低，最終成本很高，嚴重影響鎂合金板材的 大面積使用。與軋制相比，擠壓加工時材料在三向應力狀態(tài)下發(fā)生變形，可一次擠壓成型， 生產(chǎn)效率高；同時，擠壓加工的靈活性大，可生產(chǎn)出橫截面形狀復雜的產(chǎn)品。因此，研究鎂合 金擠壓板材的力學性能有重要的意義。
[0003] 目前，鎂合金板材擠壓變形主要采用單一鑄錠直接放入模具進行對稱正向擠壓， 雖然擠壓工藝簡單，操作方便，但得到的板材力學性能有限，且存在較為嚴重的基面織構， 不能滿足市場需求。
[0004] 鎂鋁復合材料（特別是復合板材、棒材）的用途十分廣泛，但是普通方法難以生產(chǎn) 符合要求的鎂鋁復合材料。為此，重慶大學黃光勝和信運昌等人分別公開了一種用空心鋁 錠包裹鎂錠同步擠壓生產(chǎn)鎂鋁復合材料的方法（詳情參考申請?zhí)?00610054269. 3《一種 鎂鋁雙金屬復合管/棒材》、申請?zhí)?01410152407. 6《一種鎂鋁多層復合板材及其加工方 法》）。這兩種方法雖然都將鎂和鋁同步加入擠壓機進行擠壓，但是其目的主要是在鎂合金 外表形成鋁合金保護層，從而提高其抗腐蝕能力，而且這兩種方法中鎂合金完全被鋁合金 包覆，擠壓過程中鎂合金擠壓板材的橫向流動受到包覆鋁材的限制，極易產(chǎn)生橫向分布不 均，最終致使整個復合材料橫向組織和性能不均勻，各向異性嚴重，不能很好的滿足使用要 求；另外，這種方法擠壓過程中鎂合金整體不與擠壓筒接觸，其沿著厚度方向處于對稱應力 狀態(tài)（鎂合金的變形過程與普通鎂合金對稱擠壓類似，不能改善鎂合金的基面織構）。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供細晶粒鎂合金板材的擠壓方法。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：
[0007] 細晶粒鎂合金板材的擠壓方法，首先取至少兩塊同種鎂合金塊并疊合固定，然后 將疊合固定的鎂合金塊加入擠壓筒進行復合擠壓，所述鎂合金塊同時從擠壓模口擠出，得 到所述細晶粒鎂合金板材。
[0008] 優(yōu)選的，所述鎂合金為AZ31或者AZ61。
[0009] 優(yōu)選的，所取鎂合金塊數(shù)為2-4塊，各塊的厚度相同或者不同。
[0010] 優(yōu)選的，疊合固定前還包括對所選各塊鎂合金接觸面進行清洗平整的步驟，疊合 固定后擠壓成型前還包括加熱保溫的步驟。
[0011] 優(yōu)選的，擠壓成型后還包括對復合板材進行退火的步驟。
[0012] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明同種鎂合金復合擠壓成方法，將同種鎂合金疊放 在一起進行同步擠壓加工，由于界面的存在，避免了擠壓過程中各鎂合金塊之間產(chǎn)生相互 流動和材料混合，界面處的合金只沿擠壓方向的流動，加之擠壓筒對鎂合金塊另一側的摩 擦力，使界面處合金沿擠壓方向的流動速度與靠近筒壁處的速度存在明顯差異，使擠壓坯 料沿厚度方向存在較大的剪切應變，從而有效細化晶粒，提高最終擠壓產(chǎn)品的力學性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 為了使本發(fā)明的目的、技術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：
[0014] 圖1為實施例1金屬鑄錠疊放示意圖；
[0015] 圖2為實施例3金屬鑄錠疊放示意圖；
[0016] 圖3為實施例1擠壓所得金屬板材的金相圖；
[0017] 圖4為對比實施例1擠壓所得金屬板材的金相圖。

【具體實施方式】
[0018] 下面將結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0019] 實施例1 :
[0020] 本實施例細晶粒鎂合金板材的擠壓方法，包括以下步驟：
[0021] 1)取一塊圓柱形AZ31鎂合金鑄錠并沿中軸線剖開；
[0022] 2)打磨步驟1)所得半圓柱形鎂合金的剖切面并清洗干燥；
[0023] 3)將步驟2)打磨后的兩塊半圓柱形鎂合金鑄錠疊放在一起（剖切面相對，如圖1 所示）并用鋁絲固定（避免擠壓過程中產(chǎn)生宏觀相對滑動，兩塊鎂合金鑄錠之間應緊密貼 合、無縫隙）；
[0024] 4)將步驟3)疊放固定后的鎂合金塊加熱至400°C保溫lh后加入擠壓筒進行擠 壓；所述同種鎂合金塊同時從擠壓?？跀D出，形成鎂合金復合擠壓板材；
[0025] 5) 400°C回火處理步驟4)所擠出的板材得到產(chǎn)品。
[0026] 本實施例中，擠壓速度為4m/min，擠壓比為40。
[0027] 實施例2 :
[0028] 本實施例與實施例1的區(qū)別在于，本實施例中兩塊鎂合金鑄錠的厚度并不相同， 其中一塊的鎂合金鑄錠的厚度為另一塊的1/2。
[0029] 實施例3 :
[0030] 本實施例細晶粒鎂合金板材的擠壓方法，包括以下步驟：
[0031] 1)取三塊截面可完全重合的AZ31鎂合金鑄錠塊；
[0032] 2)清洗打磨步驟1)的鎂合金鑄錠塊；
[0033] 3)將步驟2)打磨后鑄錠塊疊放在一起（如圖2所示）并用鋁絲固定；
[0034] 4)將步驟3)的疊放固定的合金塊加熱至380°C保溫lh后置于擠壓裝置進行擠 壓；所述同種鎂合金塊同時從擠壓?？跀D出，形成同種鎂合金復合擠壓板材；
[0035] 5) 400°C回火處理步驟4)所擠出的板材得到產(chǎn)品。
[0036] 本實施例中，三塊AZ61鑄錠的厚度比為1:1:1。
[0037] 本實施例中，擠壓速度為4m/min，擠壓比為40。
[0038] 對比實施例1 :
[0039] 取圓柱形AZ31鎂合金鑄錠打磨后于400°C進行普通對稱擠壓，擠壓速度為4m/ min，擠壓比為40。
[0040] 性能測試：
[0041] 取實施例1和對比實施例1所得板材進行金相組織分析和力學性能測試，結果如 圖3、4及下表所示：
[0042] 圖3為實施例1所得板材的金相圖片，可以看出，AZ31和AZ31的復合板材中沒有 明顯的復合界面，這說明兩塊板材通過復合擠壓后緊密的結合在一起，不存在易剝離的問 題。
[0043] 圖4為對比實施例1所得鎂合金板材的金相圖片；可以看出，與對比實施例的相 t匕，實施例1所得板材的晶粒更加均勻細小，這說明實施例1將同種鎂合金復合在一起擠壓 的方法可以明顯細化晶粒，進而提高板材的力學性能。
[0044]

【權利要求】
1. 細晶粒鎂合金板材的擠壓方法，其特征在于：首先取至少兩塊同種鎂合金塊并疊合 固定，然后將疊合固定的鎂合金塊加入擠壓筒進行復合擠壓，所述鎂合金塊同時從擠壓模 口擠出，得到所述細晶粒鎂合金板材。
2. 根據(jù)權利要求1所述細晶粒鎂合金板材的擠壓方法，其特征在于：所述鎂合金為 AZ31 或者 AZ61。
3. 根據(jù)權利要求1所述細晶粒鎂合金板材的擠壓方法，其特征在于：所取鎂合金塊數(shù) 為2-4塊，各塊的厚度相同或者不同。
4. 根據(jù)權利要求1所述細晶粒鎂合金板材的擠壓方法，其特征在于：疊合固定前還包 括對所選各塊鎂合金接觸面進行清洗平整的步驟，疊合固定后擠壓成型前還包括加熱保溫 的步驟。
5. 根據(jù)權利要求1所述細晶粒鎂合金板材的擠壓方法，其特征在于：擠壓成型后還包 括對復合板材進行退火的步驟。
【文檔編號】B21C23/22GK104399767SQ201410608045
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權日:2014年10月30日
【發(fā)明者】蔣斌, 潘復生, 石東博, 何俊杰, 楊青山 申請人:重慶大學