制备高强韧性镁合金板材的挤压装置及加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于有色金属塑性加工与增加力学性能的技术领域，具体是一种制备高强韧性镁合金板材的挤压装置及加工方法。包括挤压机底座、挤压机、显示屏、指示灯、电源开头、加热套开关、压力电机控制器、压力电机连接导线、压力电机底座、压力电机10、压力电机传动带、挤压伸缩腔、挤压伸缩圧头、挤压凸模、固定螺栓15，左固定架、右固定架、加热套、挤压凹模、镁合金坯料、挤压凹模左模腔、挤压凹模右模腔、挤压凹模剪切台阶、固定挤压凸模、固定挤压凸模底盘、固定挤压凸模凸起平台、固定挤压凸模剪切台阶、镁合金板材和挤压通道。本发明专利技术的高强韧、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。

Extrusion device and processing method for preparing high strength and ductile magnesium alloy sheet

The invention belongs to the technical field of non-ferrous metal plastic processing and increasing mechanical properties, in particular to a extrusion device and processing method for preparing high-strength and toughness magnesium alloy plates. Including extrusion machine base, extrusion machine, display screen, indicator lamp, power supply, heating, pressure switch set at the beginning of the motor controller and motor pressure connecting wires, pressure motor base, a motor 10, pressure pressure motor driving belt, extrusion, extrusion pressure cavity expansion expansion head, extrusion die, fixing bolt 15, a left fixing bracket, right a fixed frame, a heating sleeve, extrusion die, magnesium alloy, extrusion die, extrusion die cavity of left right mold, extrusion die, fixed step shear extrusion die, extrusion die, fixed chassis fixed extrusion punch convex platform, fixed extrusion punch shear steps, and extrusion of magnesium alloy sheet channel. The high strength, toughness and high formability magnesium alloy plate and strip extrusion process has the advantages of simple extrusion, low cost and high efficiency, and can continuously produce large size and large size plate and strip.

【技术实现步骤摘要】
制备高强韧性镁合金板材的挤压装置及加工方法
本专利技术属于有色金属塑性加工与增加力学性能的
，具体是一种制备高强韧性镁合金板材的挤压装置及加工方法。
技术介绍
镁合金是目前实际应用中最轻的金属结构材料，其密度约为铝合金的2/3，钢的1/4。相对于传统金属结构材料与工程塑料，镁合金具有诸多优点，如比强度和比刚度高、阻尼性能好、电磁屏蔽和抗辐射能力强、导热性好、易切削加工及易回收等，被誉为“21世纪绿色工程材料”，已在航空航天、交通运输、武器装备、信息产业等领域得到广泛应用。中国是世界上镁资源储量最为丰富的国家之一，而且也是原镁最大的生产国和出口国，目前我国原镁产量约占世界总产量的70%。因此，我国在镁合金研究、生产加工和应用等方面具有巨大的资源优势。然而，镁合金为密排六方结构（HCP），室温下只有一个滑移系,缺少独立的滑移系协调塑性应变,这导致其强度低、室温塑性差，加工成形困难，所以镁合金的广泛应用在很大程度上受到严重的限制。因此，为了进一步拓展镁合金的应用领域与应用范围，有必要开发一种可控性强、工艺简单、效率高、可连续制备高强韧性镁合金板材的加工技术。
技术实现思路
本专利技术为了提供一种可控性强、工艺简单、效率高、可连续制备高强韧性镁合金板材的加工技术，提供一种制备高强韧性镁合金板材的挤压装置及加工方法。本专利技术采取以下技术方案：一种制备高强韧性镁合金板材的挤压装置，包括挤压机，挤压机左侧设置有压力电机，压力电机通过压力电机连接导线和挤压机相连接，压力电机下方为压力电机底座，上方为压力电机传动带；压力电机传动带上方设置有挤压伸缩腔，挤压伸缩腔内设置有挤压伸缩压头，挤压伸缩压头与挤压凸模相接触，挤压机、挤压伸缩腔以及挤压伸缩压头属于现有设备，本专利技术不再对其原理进行描述。挤压机上方设置有左固定架与右固定架，左固定架与右固定架之间为挤压凹模与固定挤压凸模，挤压凹模与固定挤压凸模之间形成挤压通道，挤压凹模与固定挤压凸模外围设置有加热套，挤压凹模模腔包括左模腔和右模腔，挤压凹模的纵截面呈阶梯状，左模腔横截面呈方形，右模腔横截面呈矩形，右模腔上、下内壁设置有对称分布的挤压凹模剪切台阶，左模腔和右模腔之间放置有镁合金坯料，挤压伸缩压头设置在左模腔和右模腔之间的空隙内；固定挤压凸模包括底盘，以及设置在底盘中心的凸起平台，固定挤压凸模的底盘为圆形，凸起平台横截面呈矩形，凸起平台上、下外壁设置有对称分布的固定挤压凸模剪切台阶。进一步的，挤压凹模模具用4Cr5MoSiV1材料制备，挤压凹模剪切台阶个数为1对-10对，各个角为光滑倒圆角，模具型腔表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm。进一步的，固定挤压凸模模具用Cr12MoV材料制备，固定挤压凸模剪切台阶个数为1对-10对，各个角为光滑倒圆角，固定挤压凸模表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm。进一步的，挤压凹模模腔内表面、固定挤压凸模凸起平台的外表面涂抹高温石墨。进一步的，挤压机为卧式，挤压机下方为挤压机底座，挤压机的控制台上设置有显示屏、指示灯、电源开头、加热套开关和压力电机控制器。一种通过制备高强韧性镁合金板材的挤压装置的加工方法：具体步骤如下：①制备挤压模具；②固定挤压模具：在挤压凹模模腔内表面、固定挤压凸模凸起平台外表面涂抹高温石墨进行润滑，通过固定螺栓将挤压凹模与固定挤压凸模连接起来，挤压凹模与固定挤压凸模之间形成挤压通道，将挤压模具安装于卧式挤压机的左固定架与右固定架内，并置于加热套内，将挤压凸模伸入挤压凹模模腔内，安装牢固，连接关系正确，按序操作；③预处理镁合金坏料：1）用800目砂纸对镁合金块体坯料的六个表面进行打磨，去除油污、杂质和氧化层，再用2000目砂纸进行细磨，使表面清洁、光滑；2）量取丙酮450ml、无水乙醇各550ml，倒入玻璃清洗槽内，用玻璃棒进行搅拌使其均匀混合，配置成丙酮＋无水乙醇混合溶液；3）将装有混合溶液的玻璃清洗槽置于超声波清洗机上，把镁合金坯料浸泡于混合溶液中，打开超声波清洗机电源开关，进行震动洗涤，时间为20min；4）超声波震动洗涤完毕后，用镊子取出镁合金坯料，置于干燥架上，用吹风机将镁合金坯料表面吹干；④置放镁合金坯料：在镁合金坯料表面涂抹高温石墨进行润滑，退出挤压凸模，将镁合金坯料置于挤压凹模内，与固定挤压凸模接触，将挤压凸模伸入挤压凹模型腔内，接触镁合金坯料；⑤预热镁合金坯料：开户加热套，加热挤压模具与镁合金坏料，加热温度预设为150℃-550℃，达到预设温度时保温1h-6h；⑥开启挤压伸缩压头，使挤压凸模运行，对预先置于模具型腔内的镁合金坯料进行挤压，镁合金坯料在挤压凹模与固定挤压凸模的作用下产生分流，向两侧流动，并在固定挤压凸模上、下入口处产生分流转角挤压变形，镁合金晶粒组织因产生分流转角挤压变形而细化；在挤压凸模的作用下，镁合金坯料继续向前流动，在固定挤压凸模转角处等径角挤压变形，晶粒组织再次被细化；当镁合金坯料流动到挤压凹模剪切台阶和固定挤压凸模剪切台阶处时，产生剪切变形，晶粒组织进一步被细化，（在多个剪切台阶的作用下晶粒组织会被持续细化）；当挤压凸模运行至固定挤压凸模时，停止推进，完成挤压，一次挤压便能连续制备出两条大尺寸、高强韧性镁合金板材；⑦挤压完毕后，关闭加热套，退出挤压凸模；⑧打磨、洁净处理：切除高强韧性镁合金板材的废料，并用砂纸对其表面进行打磨，然后用将其放入丙酮与无水乙醇的混合液中，利用超声波振动对其进行清洗，使其洁净，最后用吹风机吹干。结论：通过新型挤压加工方法加工后，镁合金板带材的晶粒组织更加均匀、致密，平均晶粒尺寸由初始的38μm细化至0.8μm，基面织构强度被弱化，组织细化、基面织构强度削弱有利于镁合金强度、塑性及成形性能的提高。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术具有明显的先进性，是针对强度、塑性较差的情况，采用新型挤压加工方法使得镁合金坯料在挤压过程中产生分流转角挤压变形、等径角挤压变形与等截面剪切挤压变形，在此过程中晶粒组织不断被细化，从而达到细化晶粒组织、增强增韧的目的，一次挤压便能连续制备出两条大尺寸、高强韧性镁合金板材。本专利技术的高强韧、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，是高强韧性镁合金板材十分理想的加工制备方法。附图说明图1为本专利技术中高强韧性镁合金板材的挤压状态图；图2为挤压通道的剖面示意图；图3为图2的右视图；图4为初始镁合金坯料；图5为压加工后镁合金板材的金相组织；图中1-挤压机底座，2-挤压机，3-显示屏，4-指示灯，5-电源开头，6-加热套开关，7-压力电机控制器，8-压力电机连接导线，9-压力电机底座，10-压力电机，11-压力电机传动带，12-挤压伸缩腔，13-挤压伸缩圧头，14-挤压凸模，15-固定螺栓，16-左固定架，17-右固定架，18-加热套，19-挤压凹模，20-镁合金坯料，21-挤压凹模左模腔，22-挤压凹模右模腔，23-挤压凹模剪切台阶，24-固定挤压凸模，25-固定挤压凸模底盘，26-固定挤压凸模凸起平台，27-固定挤压凸模剪切台阶，28-镁合金板材，29-挤压通道。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明：如图1所示，制备高强韧性镁合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备高强韧性镁合金板材的挤压装置，包括挤压机（2），挤压机（2）左侧设置有压力电机（10），压力电机（10）通过压力电机连接导线（8）和挤压机（2）相连接，压力电机（10）下方为压力电机底座（9），上方为压力电机传动带（11）；压力电机传动带（11）上方设置有挤压伸缩腔（12），挤压伸缩腔（12）内设置有挤压伸缩压头（13），挤压伸缩压头（13）与挤压凸模（14）相接触，其特征在于：挤压机（2）上方设置有左固定架（16）与右固定架（17），左固定架（16）与右固定架（17）之间为挤压凹模（19）与固定挤压凸模（24），挤压凹模（19）与固定挤压凸模（24）之间形成挤压通道（29），挤压凹模（19）与固定挤压凸模（24）外围设置有加热套（18），挤压凹模（19）模腔包括左模腔（21）和右模腔（22），挤压凹模（19）的纵截面呈阶梯状，左模腔（21）横截面呈方形，右模腔（22）横截面呈矩形，右模腔（22）上、下内壁设置有对称分布的挤压凹模剪切台阶（23），左模腔（21）和右模腔（22）之间放置有镁合金坯料（20），挤压伸缩压头（13）设置在左模腔（21）和右模腔（22）之间的空隙内；固定挤压凸模（24）包括底盘（25），以及设置在底盘（25）中心的凸起平台（26），固定挤压凸模（24）的底盘（25）为圆形，凸起平台（26）横截面呈矩形，凸起平台（26）上、下外壁设置有对称分布的固定挤压凸模剪切台阶（27）。...

【技术特征摘要】
1.一种制备高强韧性镁合金板材的挤压装置，包括挤压机（2），挤压机（2）左侧设置有压力电机（10），压力电机（10）通过压力电机连接导线（8）和挤压机（2）相连接，压力电机（10）下方为压力电机底座（9），上方为压力电机传动带（11）；压力电机传动带（11）上方设置有挤压伸缩腔（12），挤压伸缩腔（12）内设置有挤压伸缩压头（13），挤压伸缩压头（13）与挤压凸模（14）相接触，其特征在于：挤压机（2）上方设置有左固定架（16）与右固定架（17），左固定架（16）与右固定架（17）之间为挤压凹模（19）与固定挤压凸模（24），挤压凹模（19）与固定挤压凸模（24）之间形成挤压通道（29），挤压凹模（19）与固定挤压凸模（24）外围设置有加热套（18），挤压凹模（19）模腔包括左模腔（21）和右模腔（22），挤压凹模（19）的纵截面呈阶梯状，左模腔（21）横截面呈方形，右模腔（22）横截面呈矩形，右模腔（22）上、下内壁设置有对称分布的挤压凹模剪切台阶（23），左模腔（21）和右模腔（22）之间放置有镁合金坯料（20），挤压伸缩压头（13）设置在左模腔（21）和右模腔（22）之间的空隙内；固定挤压凸模（24）包括底盘（25），以及设置在底盘（25）中心的凸起平台（26），固定挤压凸模（24）的底盘（25）为圆形，凸起平台（26）横截面呈矩形，凸起平台（26）上、下外壁设置有对称分布的固定挤压凸模剪切台阶（27）。2.根据权利要求1所述的制备高强韧性镁合金板材的挤压装置，其特征在于：所述的挤压凹模模具（19）用4Cr5MoSiV1材料制备，挤压凹模剪切台阶（23）个数为1对-10对，各个角为光滑倒圆角，模具型腔表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm。3.根据权利要求2所述的制备高强韧性镁合金板材的挤压装置，其特征在于：所述的固定挤压凸模模具（24）用Cr12MoV材料制备，固定挤压凸模剪切台阶（27）个数为1对-10对，各个角为光滑倒圆角，固定挤压凸模（24）表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm。4.根据权利要求3所述的制备高强韧性镁合金板材的挤压装置，其特征在于：所述的挤压凹模（19）模腔内表面、固定挤压凸模（24）凸起平台（26）的外表面涂抹高温石墨。5.根据权利要求4所述的制备高强韧性镁合金板材的挤压装置，其特征在于：所述的挤压机（2）为卧式，挤压机（2）下方为挤压机底座（1），挤压机（2）的控制台上设置有显示屏（3）、指示灯（4）、电源开头（5）、加热套开关（6）和压力电机控制器（7）。6.一种通过如权利要求5所述制备高强韧性镁合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，樊建锋，王利飞，白晓青，张强，董洪标，许并社，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14