[发明专利]一种用于制备高性能镁合金的往复挤压装置、加工方法及产品

说明书

本发明涉及有色金属及塑性加工领域，具体涉及一种用于制备高性能镁合金的往复挤压装置、加工方法及产品，包括凹模、左凸模和右凸模，凹模是由第一半模和第二半模组成，凹模内设有凹模通道，凹模通道由方体通道、圆柱体通道和缩颈过渡通道组成，且各通道之间直接相通，凹模的外壁设有加热装置，左凸模设置于凹模通道左侧的方体通道内，右凸模设置于凹模通道右侧的圆柱体通道内。本发明的挤压装置结构简单、成本低及生产效率高，镁合金坯料通过在三种不同形状的通道中往复挤压变形，不断累积应变、改变挤压镁合金的截面积和形状，使镁合金内部的质点分布的更加均匀弥散，产生均匀应变，细化晶粒，弱化织构，提高镁合金综合力学性能。

技术领域

本发明涉及有色金属及塑性加工领域，具体涉及一种用于制备高性能镁合金的往复挤压装置、加工方法及产品。

背景技术

减重节能和保护环境是应用材料时首要考虑的问题，镁合金具有密度低、比强度和比刚度高等特点，在各个领域有着广泛的应用前景。但镁合金是密排六方晶体结构，独立滑移系少，无法满足Von-Mises准则所必备的5个独立滑移系的要求，导致其室温下塑性成形能力差，且绝对强度低，很大程度上限制了镁合金的应用。因此，制备高性能镁合金已成为研究热点。

传统的铸造镁合金已渐渐无法满足工业要求，通过挤压、锻造、轧制等工艺产生的变形镁合金具有更高的强度、更好的延展性。研究表明：通过晶粒细化和织构弱化，能有效提高镁合金的强度和塑性。但是镁合金在传统挤压后镁合金表现出较强的基面织构，这不利于提高镁合金的强度、塑性以及耐腐蚀性。镁合金一次挤压剧烈塑性变形后，内部容易引起应力集中，导致镁合金产生裂纹。往复挤压变形使镁合金坯料累积应变产生大塑性变形，反复发生动态再结晶，细化晶粒，且开启多种滑移系，从而提高镁合金的综合力学性能。挤压后样品仅为一种形状不能满足生产应用的多样性。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种用于制备高性能镁合金的往复挤压装置，该挤压装置结构简单、成本低及生产效率高，适用于实际生产应用。

本发明的目的在于提供一种用于制备高性能镁合金的往复挤压装加工的方法，镁合金坯料在三种不同形状的通道中往复挤压变形，通过不断累积应变、改变挤压镁合金的截面积和形状，使镁合金内部的质点分布的更加均匀弥散，产生均匀应变，细化晶粒，弱化织构，在提高镁合金综合力学性能的同时满足了形状的多样性。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种用于制备高性能镁合金的往复挤压装置，包括凹模、左凸模和右凸模，所述凹模是由第一半模和第二半模组成，所述凹模内设有凹模通道，所述凹模通道由右侧方体通道、左侧圆柱体通道和中间缩颈过渡通道组成，且各通道之间直接相通，所述凹模的外壁设有加热装置，所述左凸模设置于所述凹模通道左侧的方体通道内，所述右凸模设置于所述凹模通道右侧的圆柱体通道内。更优选的，所述缩颈过渡通道为圆弧状，所述缩颈过渡通道与方体通道以及圆柱体通道直接相通；所述凹模通道中控制方体通道的截面积与圆柱体通道的截面积之比为1:1-2。

本发明中所设计的挤压装置具有结构简单、成本低，可以提高了生产效率、加工精度的优点，另外，易拆卸便于维修，在长时间挤压生产的情况下对左凸模和右凸模的磨损小；本发明通过采用一套模具往复挤压变形，实现了镁合金样品形状的变换，适用于多种零件生产应用，而且加工得到的镁合金因镁合金坯料在三种不同形状的通道中往复挤压变形，通过不断累积应变、改变挤压镁合金的截面积和形状，使镁合金内部的质点分布的更加均匀弥散，产生均匀应变，细化晶粒，弱化织构，在提高镁合金综合力学性能的同时满足了形状的多样性。

本发明还提供了一种用于制备高性能镁合金的往复挤压加工方法，所述加工方法采用上述用于制备高性能镁合金的往复挤压装置，包括如下步骤：

1)首先将镁合金坯料放入温度为350-450℃的马弗炉中进行均匀化处理12-25h，取出坯料放入25℃的纯净水中水冷至室温；

2)将第一半模和第二半模进行组装，在凹模的腔内均匀涂抹润滑剂，将凹模固定在卧式挤压机工作台上；