[发明专利]一种用于Mg-Zn-Mn-Ca镁合金微细管的制备方法

说明书

本发明属于有色金属材料精密加工领域，具体为一种用于Mg‑Zn‑Mn‑Ca镁合金微细管的制备方法。该镁合金微细管材中含有Zn质量百分比：4.00～4.25wt.％，Mn质量百分比：0.15～0.25wt.％，Ca质量百分比：0.15～0.25wt.％。本发明方法制得的镁合金微细管截面直径3.1～3.4mm，壁厚0.25～0.40mm。具体制备方法包括以下步骤：(1)预处理镁合金管材坯料；(2)对管坯进行不低于13～15道次拉拔，制得镁合金微细管。本发明为热拉拔加工，前7道次为空拉，后6～8道次为活动长芯杆拉拔。本发明制得的镁合金微细管表面质量良好、尺寸精确、壁厚均匀(壁差率≤2.00％)、力学性能优良。本发明工艺简单、设备及加工成本低、加工效率高，可大批量生产。

技术领域

本发明属于金属材料精密加工领域，具体为一种用于Mg-Zn-Mn-Ca镁合金微细管的制备方法。

背景技术

地球上镁资源丰富，地壳中镁的含量为2.77％，仅次于铝和铁。近年来，随着镁产量的不断增加，人们对镁合金的研究也越来越深入，在镁合金制备加工工艺方面取得了一系列突破，使其性能不断提高，极大地扩展了镁合金的应用。镁合金是目前应用中最轻的金属材料。其密度小，比强度和比刚度高，阻尼性能、导电导热性能及电磁屏蔽性能优良。另外镁是人体所必须的一种重要元素，镁及镁合金的密度和弹性模量与人骨相似，镁可以在人体内降解，以上特性促进了其在生物医学领域的应用，可以用来制备医用可降解体内植入物，如骨钉、骨板、血管支架等。

镁合金管材应用广泛，在航空、航天、汽车、电子产品及医疗器械等领域均有应用。但是镁合金管材的加工还存在着一些问题，特别是微细管的加工。镁合金具有密排六方结构，室温下滑移系少，导致其塑性较差，变形加工困难，镁合金的塑性加工工艺还不成熟。镁合金微细管尺寸比较小，成形比较困难，无法通过常用的金属加工方法生产出来。因此，为了加工出尺寸合适的镁合金微细管，需要对镁合金微细管的成型过程进行细致的研究，开发出工艺简单、精度高、易于生产的加工方法。

发明内容

Mg-Zn-Mn-Ca系合金拥有良好的力学性能和耐腐蚀性，具有广阔应用前景。本发明根据Mg-Zn-Mn-Ca系合金的性能特性，提供一种用于Mg-Zn-Mn-Ca镁合金微细管的制备方法。

本发明一种用于Mg-Zn-Mn-Ca镁合金微细管的制备方法是通过以下技术方案实现的。

原料：镁合金管材：Mg-Zn-Mn-Ca系合金(Zn质量百分比：4.00～4.25wt.％，Mn质量百分比：0.15～0.25wt.％，Ca质量百分比：0.15～0.25wt.％，)管材，管材外径8mm，壁厚1mm。

具体制备工艺包括以下步骤：

(1)预处理镁合金管材坯料；

①采用切管器将外径8mm，壁厚1mm的镁合金管材截成120～200mm长的管段；

②采用线切割或钢锯切割等机械加工方式将管段的一端沿纵向切割，水平方向和竖直方向各切一下，形成4片均等的料头，切口长50～60mm，并采用240#砂纸将管材切口处打磨平整；

③将二硫化钼干粉均匀涂抹在管材表面，得到对应的管坯。

(2)对管坯进行多道次拉拔，制得镁合金微细管。

所述步骤(2)中，管坯的多道次拉拔为热加工，在带有加热箱的万能试验机上完成；包括活动长芯杆和拉拔模具，拉拔模具带有模孔，按照力的方向或管材的运动方向，模孔前端为直通孔，直通孔的后面为直径逐渐变大的变孔，变孔沿轴向截面为梯形结构，变孔前部的最小直径与直通孔的直径相等；拉拔模具的模孔内配有可沿轴向运动的活动长芯杆；管坯同轴位于拉拔模具的模孔内，同时活动长芯杆同轴穿过管坯与管坯同轴；