[发明专利]一种增强型镁铝层状复合管材的加工方法

权利要求书

1.一种增强型镁铝层状复合管材的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）精选材料、化学试剂

镁合金管：固态固体；

铝合金管：固态固体；

砂纸: 固态固体；

石墨: 固态粉末；

无水乙醇：液态液体；

丙酮：液态液体；

（2）预处理镁合金管

①用砂纸对镁合金管的内、外表面进行打磨，使表面清洁、光滑；

②按体积比5:4量取丙酮和无水乙醇，加入清洗槽内，搅拌混合，配置成丙酮＋无水乙醇混合液；

③将镁合金管浸泡于丙酮＋无水乙醇混合液中进行洗涤，时间为30min；

④浸泡洗涤后将镁合金管取出，置于干燥架上用吹风机吹干；

（3）预处理铝合金管

①用砂纸对铝合金管的内、外表面进行打磨，使表面清洁、光滑；

②按体积比5:4量取丙酮和无水乙醇，加入清洗槽内，搅拌混合，配置成丙酮＋无水乙醇混合液；

③将铝合金管浸泡于丙酮＋无水乙醇混合液中进行洗涤，时间为30min；

④浸泡洗涤后将铝合金管取出，置于干燥架上用吹风机吹干；

（4）预热镁合金管、铝合金管

将镁合金管嵌套于两个铝合金管中间组成镁铝层状管材坯料（27），然后置于预热炉中预热，预热温度为250℃-500℃，达到预热温度时保温0.5h-3h；

（5）管壁等径往复挤压镁铝层状管材

镁铝层状管材坯料（27）的管壁等径往复挤压是在卧式液压往复挤压机上进行的，是在管壁等径往复挤压筒形模具和左、右挤压伸缩压头的作用下完成的；所述管壁等径往复挤压筒形模具包括挤压筒模具（26）和挤压杆（19）；

备管壁等径往复挤压模具

挤压筒模具（26）用4Cr5MoSiV材料制备，呈圆筒形，内径为20-60mm，厚度为30-80mm，模具型腔表面粗糙度为Ra0.16-0.32μm；

挤压杆（19）用4Cr5MoSiV1材料制备，呈与挤压筒模具（26）相配的圆柱形，直径为16-52mm，挤压杆（19）中部设置有至少两个圆环状凸起（28），凸起高度为1-2mm，挤压杆（19）表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm；

②固定管壁等径往复挤压筒形模具

将挤压筒模具（26）置于卧式液压往复挤压机的模具固定架内，并置于加热套（25）内；

③开启加热套（25），加热管壁等径往复挤压筒形模具，加热温度预设为250℃~500℃，达到预设温度时保温0.5h；

④置放镁铝层状管材坯料

在预热后的镁铝层状管材坯料（27）内表面涂抹石墨以润滑，并将其置于挤压筒模具（26）内；

在具有圆环状凸起（28）的挤压杆（19）表面涂抹石墨以润滑，并将其伸入挤压筒模具（26）的模腔内，接触镁铝层状管材坯料（27）；

再次进行保温，保温温度250~500℃，保温时间为0.5h；

⑤开启左挤压伸缩压头（17），使挤压杆（19）右行，对预先置于挤压筒模具（26）模腔内的镁铝层状管材坯料（27）进行挤压，镁铝层状管材坯料（27）在挤压筒模具（27）模腔内体积保持不变，在挤压杆（19）的圆环状凸起（28）的作用下发生塑性变形，镁铝层通过塑性变形、冶金反应而实现结合，当挤压杆（19）左端完全进入挤压筒模具（26）时，停止推进，实现两次塑性变形，完成一道次挤压；

⑥开启右挤压伸缩压头（18），使挤压杆（19）左行，当挤压杆（19）右端完全进入挤压筒模具（26）时，停止推进，完成二道次挤压；

⑦重复上述步骤⑤和步骤⑥至少2次实现镁铝层状管材坯料（27）的连续管壁等径往复挤压加工，往复挤压加工累积变形而达到剧烈塑性变形的目的，有效地细化晶粒组织、提高强度，从而获得增强型镁铝层状复合管材；

⑧挤压完毕后，关闭加热套（25），关闭左、右挤压伸缩压头，取出增强型镁铝层状复合管材，使之在空气中冷却；

（6）打磨、洁净处理

切除增强型镁铝层状复合管材的废料，并用砂纸对其内外表面进行打磨，然后用丙酮与无水乙醇按体积比5:4配制的混合液进行清洗，使其洁净，最后置于干燥架上用吹风机吹干。

2.如权利要求1所述的一种增强型镁铝层状复合管材的加工方法，其特征在于，所述镁合金管的含镁量为96%及以上；铝合金管的含铝量为96%及以上；无水乙醇的纯度为99.7%；丙酮纯度为99.0%。

3.如权利要求1或2所述的一种增强型镁铝层状复合管材的加工方法，其特征在于，镁铝层状管材坯料（27）的管壁等径往复挤压是在卧式液压往复挤压机上进行的；

卧式液压往复挤压机包括工作台（2），工作台（2）下方为挤压机底座（1），在工作台（2）上设置有显示屏（3）、指示灯（4）、电源开头（5）、加热套开关（6）、左压力电机控制器（7）、右压力电机控制器（8）；在工作台（2）两侧分别设置有左压力电机（13）与右压力电机（14），左、右压力电机分别通过左、右压力电机连接导线和工作台（2）上的左、右压力电机控制器相连接；左、右压力电机下方分别为左压力电机底座（11）与右压力电机底座（12）；左、右压力电机上方分别通过左、右支柱支撑有左、右挤压伸缩压头，左、右支柱内分别设有左压力电机传动带（15）与右压力电机传动带（16）；左、右压力电机分别通过左、右压力电机传动带驱动左挤压伸缩压头（17）与右挤压伸缩压头（18），左、右挤压伸缩压头之间水平支撑有挤压杆（19），挤压杆（19）中间部位设置有至少两个圆环状凸起（28）；在工作台（2）上方设置有左固定支架（21）和右固定支架（22），左、右固定支架相对的侧面上分别固定有左固定压盘（23）与右固定压盘（24），左、右固定压盘通过固定螺栓（20）分别与左、右固定支架相连接；左、右固定压盘之间固定挤压筒模具（26），挤压筒模具（26）外围设置有加热套（25）；左、右固定压盘以及左、右固定支架与挤压筒模具（26）两端开口对应的位置均开有孔；所述挤压杆（19）贯穿左、右固定压盘、左、右固定支架以及挤压筒模具（26）设置，挤压杆（19）与挤压筒模具（26）内壁之间留有挤压通道（29）；左、右挤压伸缩压头按预设程序驱动挤压杆（19）左右运动，通过圆环状凸起（28）完成对镁铝层状管材坏料（27）的往复挤压变形，在挤压过程中镁铝层状管材坏料（27）的体积保持不变，累积变形而达到剧烈塑性变形的目的，从而获得增强型镁铝层状复合管材。