一种镁锂基合金板材挤压成型方法技术

本发明专利技术公开了一种镁锂基合金板材挤压成型方法，属于材料挤压成型技术领域。所述方法包括以下步骤：（1）模具设计，（2）预热处理，（3）挤压模式。本发明专利技术所述的挤压镁锂基合金为锂含量在2～18wt%，本发明专利技术采用近“～”型模流挤压方式，辅以正温度梯度的预热处理（挤压筒：180～250℃，坯料：200～270℃,模具：230～300℃），在恒力或恒速下采用挤压比10～70进行挤压成型。本发明专利技术可以使板材的晶粒得到细化并提高了材料的力学性能，同时保证了材料表面粗糙度、薄厚差、直线度、尺寸精度，并且能够大批量、快速生产镁锂基合金板材。

【技术实现步骤摘要】
一种镁锂基合金板材挤压成型方法
本专利技术涉及材料挤压成型领域，具体涉及一种镁锂基合金板材的挤压成型方法。
技术介绍
随着当今世界对结构材料轻量化、减重节能、环保以及可持续发展的要求日益提高，镁锂合金板材在需要轻量化结构材料的交通、电子、医疗、军工、航空航天、3C产业（如手机、笔记本、航空器件外壳）展现出广阔的应用前景。公开号CN1948532A、CN102634708A专利提到新型镁锂合金成分配比，公开号CN105750348A专利提到一种镁锂空心型材的挤压方法，挤压作为一种辅助手段有助于提高镁锂合金的材料性能；李瑞红《超轻Mg-Li-Al系变形镁合金挤压板材的组织及性能》、魏国兵《镁锂合金挤压过程中的组织演变级数值模拟研究》、姜炳春《双相镁锂合金正挤压有限元模拟与实验分析》等在镁锂合金研究中发现挤压能够提高镁锂合金性能。对于如何改善成型质量、尺寸精度、快速批量生产尚未见诸报道。
技术实现思路
本专利技术提供的一种镁锂基合金板材挤压成型方法，能够显著提高镁锂基合金综合力学性能的同时，解决了镁锂基合金板材热挤压过程的过烧、表面粗糙度大、薄厚不均、直线度差、尺寸精度差等问题，并能够满足快速批量生产的要求。本专利技术提供的一种镁锂基合金板材的挤压成型方法，包括以下步骤：（1）模具设计；（2）预热处理；（3）挤压模式。所述镁锂基合金中锂含量的重量百分比：2～18wt%。所述镁锂基合金挤压模具设计：模具内模流为近“～”型。所述镁锂基合金挤压前预热处理：正温度梯度的预热处理（挤压筒温度：180-250℃，坯料温度：200-270℃,模具温度：230-300℃）；具体的，所述的温度梯度是指挤压筒比坯料温度低20℃，坯料比模具温度低30℃。所述镁锂基合金板材挤压模式为：恒定挤压压力或恒定挤压速度，挤压比范围：1：(10～70)。本专利技术通过对模具的设计、预热处理、型材挤压模式控制实现了镁锂基合金板材的快速批量生产，具有以下特点。（1）通过模具设计有效的提高了板材挤压过程中晶粒细化的效果，避免了高挤压比大吨位挤压造成的资源浪费。（2）所述采用的正温度梯度变化规律，有效的规避镁锂基合金在挤压变形过程中热敏性导致挤压产品过烧，表面粗糙的问题。（3）通过恒速或恒力的挤压模式，能够保证挤压材料尺寸精度，材料均匀度和直线度。（4）该种方法在挤压生产中由于控制简单，生产效率相比于轧制更为高效。附图说明图1为挤压模具设计图，1为进料口，2为模流方式。图2为实施例1挤压所得到的镁锂基合金板材的金相照片。图3为对比普通挤压所得到的镁锂基合金板材的金相照片。图4为实施例1和对比普通挤压所得镁锂基合金拉伸应变曲线：A为实施例1试验结果，B为普通挤压试验结果。具体实施方式下面结合本专利技术的实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例1：LA141镁锂合金板材挤压成型方法。采用图1所示模具设计，模具为分模，一半为进料口1，一半为成型，模具内模流方式2为近“～”型，两半通过销钉和螺纹固定紧密。取Φ92mm的LA141镁锂合金铸锭，化学成份为：Al：1wt%；Li：14wt%，余量为镁，将铸锭加热到250℃保温12h空冷，进行均匀化处理；对铸锭进行200℃保温3h预热处理；采用630T卧式挤压机进行挤压，挤压筒预热温度为180℃；挤压模具预热温度为230℃，挤压速度为0.5m/min，挤压比为1:70，所述的近“～”型使挤压板材的上下表面存在速度差，产生了一个切向的剪切力，能够破碎晶粒，达到细化组织，提高抗拉强度的作用。本实例中板材出模口厚度为4mm；挤压产品晶粒尺寸为10μm左右，表面粗糙度Ra=0.6，直线度为f=0.2。图2和图3分别为实施例1和对普通挤压板材的金相图，经对比可以发现，实施例1所得板材的晶粒尺寸（图2）明显低于普通挤压所得板材的晶粒尺寸如图3，这说明实施例1在挤压成型过程中板材厚度方向引入切应力可以显著细化晶粒。图4为实施例1和普通挤压板材的拉伸应变对比曲线，经对比可以发现，实施例1所得板材的屈服强度和断裂强度（A曲线）均大于普通挤压板材的屈服强度和断裂强度如B曲线，这说明实施例1在挤压成型过程中在板材厚度方向引入切应力有效的改善了材料的综合力学性能，晶粒尺寸由50μ减小到10μm，板材的抗拉强度由160MPa提升到242MPa。实施例2：LA91镁锂合金板材挤压成型方法。采用图1所示模具设计，模具为分模，一半为进料口1，一半为成型，两半通过销钉和螺纹固定紧密，模具内模流形式2为近“～”型。取Φ92mm的LA91镁锂合金铸锭，化学成份为：Al：1wt%；Li：9wt%，余量为镁，将铸锭加热到260℃保温12h空冷，进行均匀化处理；对铸锭进行270℃保温3h预热处理；采用630T卧式挤压机进行挤压，挤压筒预热温度为250℃；挤压模具预热温度为300℃，挤压速度为0.5m/min，挤压比为1:70，所述的近“～”型使挤压板材的上下表面存在速度差，产生了一个切向的剪切力，能够破碎晶粒，达到细化组织，提高抗拉强度的作用。本实例中板材出模口厚度为4mm；挤压产品晶粒尺寸为10μm左右，表面粗糙度Ra=0.6，直线度为f=0.2，所得板材的抗拉强度260MPa。实施例3：LZ141镁锂合金板材挤压成型方法。采用采用图1所示模具设计，模具为分模，一半为进料口1，一半为成型，两半通过销钉和螺纹固定紧密，模具内模流形式2为近“～”型。取Φ92mm的LZ141镁锂合金铸锭，化学成份为：Zn：1wt%；Li：14wt%，余量为镁，将铸锭加热到255℃保温12h空冷，进行均匀化处理；对铸锭进行235℃保温3h预热处理；采用630T卧式挤压机进行挤压，挤压筒预热温度为215℃；挤压模具预热温度为265℃，挤压速度为1.0m/min，挤压比为1:35，所述的近“～”型使挤压板材的上下表面存在速度差，产生了一个切向的剪切力，能够破碎晶粒，达到细化组织，提高抗拉强度的作用。本实例中板材出模口厚度为12mm；挤压产品晶粒尺寸为10μm左右，表面粗糙度Ra=0.6，直线度为f=0.2，所得板材的抗拉强度240MPa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁锂基合金板材挤压成型方法，其特征在于：包括以下步骤，（1）模具设计；（2）预热处理；（3）挤压模式。

【技术特征摘要】
1.一种镁锂基合金板材挤压成型方法，其特征在于：包括以下步骤，（1）模具设计；（2）预热处理；（3）挤压模式。2.根据权利要求1所述一种镁锂基合金板材挤压成型方法，其特征在于：所用镁锂基合金中锂含量2～18wt%。3.根据权利要求1所述一种镁锂基合金板材挤压成型方法，其特征在于：模具设计为模具内模流为近“～”型。4.根据权利要求3所述一种镁锂基合金板材成型方法，其特征在于：所述的近“～”型使上下表面存在速度差，产生了一个切向的剪切力，能够破碎晶粒，达到细化组织，提高抗拉强度的作用。5.根据权利要求1所述一种镁锂基合金板材挤压成型方法，其特征在于：镁锂基...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国清，吴超章，王金良，文富华，宋相家，
申请(专利权)人：临沂高新区双航材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37