[发明专利]一种柔性调控镁或镁合金织构的挤压加工方法及装置

说明书

本发明提供一种柔性调控镁或镁合金织构的挤压加工方法及装置。本发明方法，首先设计一系列型腔结构不同的导流槽以及型腔架构不同的定径带，所述导流槽和定径带可通过定位柱实现任意组装匹配；根据镁或镁合金终端产品的织构需求设计挤压过程应变路径，以此应变路径选择相应的导流槽和定径带组装成挤压加工装置；最后进行挤压加工。本发明方法实现了挤压过程中镁或镁合金织构的柔性调控。本发明将挤压加工装置设计成可以任意组装的，导流槽和定径带的组装形式柔性多样，易于加载不同的应变路径，可使镁或镁合金在不同应变路径下完成挤压变形，从而实现镁或镁合金织构的柔性调控。

技术领域

本发明属于镁合金技术领域，具体涉及一种柔性调控镁或镁合金织构的挤压加工方法及装置。

背景技术

镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、热扩散系数大，易于切屑加工、易于回收等优点，被广泛用于汽车、航空及电子产品等领域。挤压加工是高性能镁或镁合金变形材加工的重要生产方式。镁或镁合金由于其密排六方晶体结构，独立滑移系少，在挤压变形过程中极易形成强基面织构，使其挤压材产生严重地各向异性，极大限制了变形镁或镁合金在市场上的规模化应用。

为此，本领域技术人员进行了一系列的改进。ZL201810575157.5涉及到一种获得室温高塑性镁合金薄板带坯挤压装置及挤压成型方法。该挤压装置包括依次连通的进料筒和挤压筒，沿挤压筒进口至出口方向依次设置有连通的第一流变区、第二流变区及定径带，第二流变区的剖面呈倒等腰三角形或锯齿形，倒等腰三角形或锯齿形的顶角背离第一流变区。该挤压装置能够引入挤压板材横向的分速和差速剪切变形，促进晶粒细化，导致晶粒取向发生不同程度的偏转，进而弱化板材基面织构，甚至出现“稀土型”织构，挤压板材的延伸率在室温下最高可达52.6％。该挤压装置直接挤压就能制备高塑性镁合金，并不需要复杂的加工工艺，可移植性强，便于在工业中实现。但是该专利存在以下不足：1)模具设计完成后，应变状态固定，制备出的板材织构状态单一；2)模具型腔内部需要加工锥度，加工成本较高；3)因挤压过程中流速分布不同，板材局部易产生剪切变形，致使板材组织不均匀。

申请号201710692699.6，镁合金板带材连续剪切正挤压装置及加工方法的发明专利中公开的挤压凹模内设置有挤压通道，挤压通道横截面呈长方形，挤压凹模的挤压通道内设置有若干个截面呈等腰三角形的剪切台阶，挤压通道前端为容置腔，容置腔内设置镁合金坯料，挤压凸模一端设置在容置腔内，挤压凹模外围设置有加热套。该专利可以制备高强韧、高成形性镁合金板带材，挤压加工方法简单、成本低、效率高，且能连续生产制备大尺寸、大规格板带材，规模化应用前景较为广泛。然而该专利也有不足：1)挤压模具型腔结构不可柔性调整，板材织构状态单一；2)挤压凹模设计复杂，成本较高；3)挤压通道较长，摩擦力较大，需吨位较大的挤压机；4)挤压凹模内部形状复杂，模具打磨和清理不便；5)挤压路径过长，模具磨损严重。

因此，本领域技术人员一直在寻求解决上述技术问题的方法。

发明内容

基于此，本申请提供一种柔性调控镁或镁合金织构的挤压加工方法及装置。本发明克服了上述现有技术中存在的问题，挤压加工装置不再固定单一，而是设计成可以任意组装，从而具有不同应变路径的方式，设计巧妙，既可得到多种板材织够状态，又显著降低加工成本。由于本发明的导流槽和定径带，可独立拆卸及任意组装，因此模具加工清洗更方便。本发明装置具有多种组装形式，柔性多样，可加载不同的应变路径，实现镁或镁合金织构的柔性调控。

本发明柔性调控镁或镁合金织构的挤压加工方法，首先设计一系列型腔结构(包括形状和尺寸)不同的导流槽以及型腔架构(包括形状和尺寸)不同的定径带，所述导流槽和定径带可通过定位柱实现任意组装匹配；根据镁或镁合金终端产品的织构需求设计挤压过程应变路径，以此应变路径选择相应的导流槽和定径带组装成挤压加工装置；最后进行挤压加工，即可得到所需织构状态的镁或镁合金产品。本发明方法实现了挤压过程中镁或镁合金织构的柔性调控。