[发明专利]一种镁合金丝材电塑性加工挤压模具及挤压方法有效

专利信息
申请号: 201910917941.4 申请日: 2019-09-26
公开(公告)号: CN110538886B 公开(公告)日: 2021-05-25
发明(设计)人: 徐春杰;李岩;孙蕾;任国璐;杨怡;张凯军;张鹏;张忠明 申请(专利权)人: 西安理工大学
主分类号: B21C23/08 分类号: B21C23/08;B21C25/08;B21C26/00
代理公司: 西安弘理专利事务所 61214 代理人: 涂秀清
地址: 710048 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 镁合金 丝材电 塑性 加工 挤压 模具 方法
【说明书】:

发明公开了一种镁合金丝材电塑性加工挤压模具,包括由上至下依次设置的挤压筒、前接线板、挤压凹模、后接线板及第一挤压垫;挤压筒筒体内中空空腔为第一模腔,前接线板内部开有第二模腔,挤压凹模内部开有变径模腔,后接线板内部开有第三模腔,第一模腔、第二模腔、变径模腔及第三模腔由上至下依次贯通共同形成模具型腔;第一挤压垫内部设置有通槽,通槽与第三模腔连通;第一模腔内由上至下依次设置有挤压杆及第二挤压垫;前接线板与后接线板分别与电源的两极相连接。该模具解决了传统热挤压过程中模具始终处于高温高应力状态而出现模孔过早磨损问题。还公开了上述模具挤压镁合金丝材的方法,该方法挤压过程操作简单,模具使用寿命大大提高。

技术领域

本发明涉及有色金属塑性成形技术领域,具体涉及一种镁合金丝材电塑性加工挤压模具,本发明还涉及采用一种镁合金丝材电塑性加工挤压模具挤压镁合金丝材的方法。

背景技术

金属镁被称作“21世纪最具有发展前景的绿色工程材料”。镁合金作为最轻的工程金属材料,具有储量惊人(海水中镁含量居第三)、比重轻、比强度及比刚度高、阻尼性好、热导性好、电磁屏蔽能力强、减震性好和易于回收等一系列优点。镁合金板、带材可用于汽车部件、手机、家电等便携式电子产品的壳体,镁合金丝材可以直接镂空加工为生物可降解血管支架,亦可作为镁合金板材及管材焊接的焊丝,用于取代铝材和树脂材料制作纤维补强构件,还可以直接用于电弧增材制造,制备航空航天、军工、汽车、高铁等重要工业领域的大型零部件。

一般地,镁合金丝材或镁合金焊丝在小批量生产时可以采用金属型铸造工艺生产,大批量生产采用挤压成形工艺制造。常规的金属型铸造方法生产焊丝工序简单,成本低,但生产效率和工艺出品率极低,焊丝容易出现气孔、夹渣等缺陷,焊丝的成分均匀性和合金元素的含量不易控制。最为关键的是丝材的直径受限,尤其是Φ1mm以下的丝材使用该方法很难成型。另外,使用该方法制备丝材的长度更是受限,一般不超过0.5m;由于镁为密排六方结构,塑性变形能力差,因而其挤压产品表面不光滑,易于出现裂纹,挤压通路易堵塞,尤其是Φ1mm以下的丝材,由于挤压比过大,采用常规挤压法生产镁合金焊丝难度很大。

然而,随着镁合金的广泛应用,市场对高合金含量、多合金品种镁合金丝材的需求逐年增加,尤其在焊接高合金含量的母材合金时,就希望采用同质焊丝,以获得同质高强度和高质量的接头,焊补时也希望得到同材质修补。由此可见,市场迫切需要各种类型合金的镁合金焊丝。使用镁合金丝材增材制造是获得大型3D打印工件的理想方法,这需要不同材质和不同直径的丝材,为了获得精细工件表面,尤其需要Φ1mm以下的丝材。然而,由于传统热挤压工艺是将待挤压坯料在一个单独的热处理炉中均匀化处理并预热至一定温度,然后放入预热至一定温度的挤压模具中进行挤压。由于待挤压坯料组织中不是单一相,因此挤压变形过程中经历晶粒破碎细化、翻转和流动,不同的相变形能力和流动能力不同,这样在容易变形的相可能先行流出模孔,而合金含量高的相硬度一般也较高,流动性差,挤压变形过程中被积累留在后部,因此获得的丝材往往存在先挤出的合金成分中合金元素含量高,而后挤压的合金元素含量偏低,存在一定偏析现象。而对于镁合金丝材增材制造工艺,希望增材工件前后成分和相组成均不要存在较大差异。这对一维长尺寸丝材的偏析提出了更高要求,希望一根数百米或更长的丝材前后不要存在过大偏析和组织与性能的差异。这是迫切需要解决的现有问题。

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