[发明专利]扁挤压筒开坯的镁合金板带坯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金板带坯的加工，特别涉及一种扁挤压筒开坯的镁合金板带坯的制备方法。

背景技术

镁的比重小，具有减振降噪性能优良、电磁波干扰防护性强等特点。为适应减重、节能、环保等迫切要求，镁合金在汽车、电子通讯和航空航天等许多领域中得到了广泛应用，其中镁合金板带材的应用占有很大比重，并且潜在应用市场广阔。目前，镁合金板带材加工通常采用热轧开坯轧制工艺、双辊连续铸轧工艺和挤压开坯轧制工艺等方式来完成，其加工工艺分别如下所述：

热轧开坯轧制的工艺流程为：熔炼→铸锭→热轧→温轧→冷轧。一般热轧开坯采用镁合金铸锭的厚度为170-200mm，为了获得小于2mm的镁合金板带材，需要多次轧制。这种工艺与铝合金加工工艺相比，道次压下量很小，需要多次中间退火，生产流程长、成材率很低，使得镁合金板带材生产能耗大、成本高，镁合金板带材的发展应用受到一定的制约。

双辊连续铸轧工艺可直接从镁合金熔体制备出2-10mm厚的镁合金板带坯，经过后续热轧和冷轧得到需要厚度的镁合金板材。但由于设备投资较大，并且所生产的镁合金种类有限，因此不适应小批量特殊牌号镁合金板材的加工与生产。

目前采用的挤压开坯轧制工艺与热轧开坯轧制工艺不同，挤压开坯轧制工艺采用的挤压装置(见图4)包括连接挤压机的挤压杆5、挤压垫5a、圆扁挤压筒6以及板带模具3，其中圆扁挤压筒包括外套6a以及过盈配合于该外套中的内衬6b，内衬设有截面为圆形的圆孔通道6c(圆孔通道为圆柱形)。挤压开坯轧制的挤压过程为：将镁合金坯料加工成镁合金圆锭7(见图5)，将加热到一定温度的板带模具3放置在普通挤压机的模架上，并依次将镁合金圆铸锭和挤压垫放入圆挤压筒的圆孔通道6c中，使挤压垫靠着镁合金圆铸锭。启动挤压机，挤压机的挤压杆5推动圆铸锭通过圆挤压筒的圆孔通道进入板带模具3，由板带模具3进行挤压后，即可得到一定宽度和厚度的矩形截面镁合金板带坯8，如图6所示。该板带坯经过后续热轧和冷轧可得到需要厚度的镁合金板材。这种挤压开坯轧制工艺能满足小批量特殊牌号合金的快速市场需求。但是由于镁合金圆锭7的圆形截面形状与镁合金板带坯8的矩形截面的形状差异很大，镁合金圆锭在成形过程中由圆铸锭变为矩形截面的板带坯，在板带坯的宽度方向容易引起镁合金材料的变形不均匀，使得镁合金板带坯端部变形小，中部变形大，板带坯宽度方向的镁合金组织不均匀，具有显著的各向异性，不利于板坯的后续加工生产。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种镁合金板带坯的制备方法，该加工方法可使镁合金材料在挤压过程中的变形均匀，得到组织的各向异性性能优良的镁合金板带坯。

本发明的另一目的是提供一种用于制备镁合金板带坯的挤压装置，采用所述装置，可以保证镁合金材料在挤压过程中的变形均匀，利于板坯的后续加工生产。

镁合金板带坯的制备方法有以下步骤：

(1)安装挤压装置的扁挤压筒：调整扁挤压筒与挤压杆的位置，使挤压杆的中心线、扁挤压筒的中心线以及板带模具的中心线位于同一直线上；

(2)扁锭的加工：采用常规的半连续铸或模铸或挤压方法得到初始扁锭，经机加工、铣皮后，进行均匀化处理；

(3)均匀化处理：将从步骤(1)得到的镁合金扁锭在400～420℃下均匀化处理12～24小时；

(4)挤压前扁锭的加热、保温和挤压装置的加热、保温：经均匀化处理后的镁合金扁锭加热至400℃～430℃，保温；同时将扁挤压筒和板带模具加热至400℃～430℃，保温6小时；

(5)将步骤(4)所述的镁合金扁锭送入扁挤压筒的通道中，经过扁孔通道进入板带模具挤压，挤压速度为1.5m/min-5m/min，得到矩形截面的镁合金板带坯。

挤压前扁锭加热后的保温时间，根据加热时采用的设备不同而不同，如：采用电阻加热炉需要几个小时；感应加热炉只需要几分钟。

用于镁合金板带坯的挤压装置，包括挤压杆、扁挤压筒以及板带模具，扁挤压筒由外套、带内腔的内衬组成，外套和内衬之间为过盈配合，所述扁挤压筒的内腔为扁孔通道，扁孔通道的截面为矩形，所述挤压杆的一端与挤压垫螺纹连接，挤压杆的另一端为台阶柱。

所述扁孔通道的宽度≤内衬的半径，扁孔通道的高度≤内衬的直径的三分之一。

所述扁挤压筒的内腔一端的形状与挤压杆的台阶柱吻合。

挤压杆与挤压垫的长度之和大于扁挤压筒内腔的长度。

所述扁孔通道的高度比挤压垫的高度大1mm，扁孔通道的宽度比挤压垫的宽度大1mm。