一种制备层状异构镁合金的多次挤压装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于材料制备领域，具体涉及一种制备层状异构镁合金的多次挤压装置及方法。将若干个经过均匀化处理后的铸态镁合金锭坯切割成方形并进行预热处理，随后将其放入模具中，坯料经过冲头施加的作用力压入型腔中，挤压冲头持续向下运动推动合金坯料使其持续进入型腔内部。待坯料完全充满型腔后将挤压镶块取出，并更换更大挤压比的镶块，并将坯料出口部位的限位块上调，使得被迫挤出的镁合金获得足够的空间，重复上述挤压实验。另外，将镶块更换为更大挤压比的镶块并再次上调限位块位置，然后再次重复上述挤压实验。重复上述过程最终得到综合性能出色，兼具高强度和高韧性的叠层状异构镁合金。

【技术实现步骤摘要】
一种制备层状异构镁合金的多次挤压装置及方法
本专利技术属于材料制备领域，具体涉及一种制备层状异构镁合金的多次挤压装置及方法。
技术介绍
镁是最轻的金属结构材料，具有比强度和比刚度高、电磁屏蔽能力强、切削加工性能好等优点，是减重节能和保护环境的首选材料。对镁合金进一步的开发以及广泛的应用对车辆和航空航天等的发展都有极大的促进作用，但镁是密排六方结构，其稀少的滑移系导致室温塑性变形能力较差，并且镁强度低的缺陷也限制了其在生产中的大规模应用。析出强化可以有效提高镁合金的强度，但也会导致材料韧性的大幅度降低。镁合金强度的提升往往以牺牲韧性为代价，这严重限制了镁合金在军事、工业、航空等领域的应用和发展，因此兼具高强度与高韧性的异构镁合金成为研究的热点。金属异构材料是近年发展起来的新型材料，可以解决性能倒置问题，获得性能突破，达到传统材料难以达到的性能。相对传统镁合金，异构镁合金可以兼具高强度和高塑性，因此探索制备异构镁合金的装置及方法具有非常重要的意义。
技术实现思路
在下文中给出了关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。他并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本专利技术目的在于提供一种制备层状异构镁合金的多次挤压装置及方法。实现本专利技术目的的解决方案为：一种制备层状异构镁合金的多次挤压装置，包括冲头、镶块、型腔、垫板、模套、限位块；所述模套安装在垫板上，所述镶块设置在模套内部，所述镶块与限位块设置在型腔内部，镶块内挤压通道与型腔内腔体的横截面均为方形。进一步的：所述型腔以及镶块均是由两个半模拼合而成。进一步的：所述镶块有多套并可以更换，其挤压比分别为4、9、16。进一步的：所述限位块位于模具坯料出口部位，其具体位置可以上下调整。一种利用上述的装置制备层状异构镁合金的方法，包括如下步骤：步骤(1)：将铸态镁合金坯料进行均匀化处理，控制温度为450-550℃，保温时间为1-10h；步骤(2)：将挤压比4的镶块放入模具并将其与镁合金坯料进行预热处理，控制温度为300-450℃；步骤(3)：安装挤压比为4的镶块并将坯料放入模具，坯料经过冲头施加的作用力压入型腔中，挤压冲头持续向下运动推动合金坯料使其持续进入型腔内部；步骤(4).待坯料完全充满型腔后将挤压镶块取出，并更换为挤压比9的镶块，并将坯料出口部位的限位块上调，使得被迫挤出的镁合金获得足够的空间，重复上述挤压实验得到一层强度更高的镁合金；步骤(5).将挤压比9的镶块更换为挤压比16的镶块并重复上述实验得到一层晶粒更细，强度更高的镁合金；步骤(6).将挤压比16的镶块更换为挤压比4的镶块并重复上述实验得到一层韧性更好的镁合金；步骤(7).如此往复下去直至限位块位置达到极限，得到层状异构镁合金。进一步的：所用镁合金均经过砂纸打磨去除氧化皮。本专利技术的优点有：1).本专利技术采用自主设计的一种制备层状异构镁合金的多次挤压装置，具有操作难度低，易于实现机械化生产，生产效率高的特点。所用多次挤压的加工方法工序简单，安全性高，制得的层状异构镁合金综合性能非常优秀。2).本专利技术采用一种制备层状异构镁合金的多次挤压装置及方法制备异构镁合金可以兼具强度与韧性，综合性能非常出色，同时采用镁合金的适用范围很广，可以根据需求调整合金的选择，能够在一定程度上满足工业应用的特殊需求。3).本专利技术中所设计的一种制备层状异构镁合金的多次挤压装置及方法成本低廉，操作简单，加工效率高，适合工业生产，可以制备大尺寸及层数可控的层状镁合金并且可以根据需求往复进行直至得到所需异构镁合金，满足工业应用的需求。附图说明图1为本专利技术的半剖结构图。图2为本专利技术的整体结构立体图。图3为本专利技术中限位块的半剖结构图。图4为本专利技术中三个不同挤压比镶块的半剖示意图：其中(a)为挤压比4，(b)为挤压比9，(c)为挤压比16。图5为异构镁合金不同位置的组织图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细阐述。在此需要说明的是，为了避免因为不必要的细节模糊了本专利技术，在附图中仅仅展示了与跟本专利技术的方案密切相关的装置结构和处理步骤，而省略了与本专利技术关系不大的其他细节。如图所示本专利技术提供了一种制备层状异构镁合金的多次挤压装置，包括冲头(1)、镶块(3)、型腔(4)、垫板(5)、模套(6)、限位块(7)；所述模套(6)安装在垫板(5)上，所述镶块(3)设置在模套(6)内部，所述镶块(3)与限位块(7)设置在型腔(4)内部，镶块(3)内挤压通道与型腔(4)内腔体的横截面均为方形；所述型腔(4)以及镶块(3)均是由两个半模拼合而成；所述镶块(3)有三套并可以替换，其挤压比分别为4、9、16。一种制备层状异构镁合金的方法，具体步骤：步骤1：将铸态镁合金坯料(2)进行均匀化处理，控制温度为450-550℃，保温时间为1-10h。步骤2：将镶块(3)放入模具并将其与镁合金坯料(2)进行预热处理，控制温度为300-450℃。步骤3：安装挤压比为4的镶块(3)并将坯料放入模具，坯料经过冲头(1)施加的作用力压入型腔(4)中，挤压冲头持续向下运动推动合金坯料使其持续进入型腔内部；步骤4.待坯料完全充满型腔(4)后将挤压镶块取出，并更换为挤压比9的镶块，并将坯料出口部位的限位块(7)上调，使得被迫挤出的镁合金获得足够的空间，重复上述挤压实验得到一层强度更高的镁合金；步骤5.将挤压比9的镶块更换为挤压比16的镶块并重复上述实验得到一层晶粒更细，强度更高的镁合金；步骤6.将挤压比16的镶块更换为挤压比4的镶块并重复上述实验得到一层韧性更好的镁合金；步骤7.如此往复下去直至限位块(7)位置到达极限，得到层状异构镁合金。实施例1下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细阐述，本实施例采用本专利技术中装置与方法，给出详细的实施方法与操作过程。(1).所述镁合金原子成分百分比为Mg-2Zn-0.5Ca-4Sn，合金经过均匀化处理，温度为480℃，时间为8小时；(2).从铸态镁合金锭坯上截取一块长为120mm，宽为120mm，高为135mm的大块坯料和若干长为120mm，宽为120mm，高为34mm的小块坯料，对其表面进行打磨去除氧化皮；(3).将模具和坯料放入加热炉中进行预热处理，温度为350℃；(4).安装挤压比为4的镶块并将大块坯料放入模具，坯料经过冲头施加的作用力压入型腔中，挤压冲头持续向下运动推动合金坯料使其持续进入型腔内部，型腔尺寸为90mm×90mm×240mm；(5).待坯料完全充满型腔后将挤压镶块取出，并更换为挤压比9的镶块，并将坯料出口部位的限位块上调，使得被迫挤出的镁合金获得足够的空间，放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备层状异构镁合金的多次挤压装置，其特征在于：包括冲头(1)、镶块(3)、型腔(4)、垫板(5)、模套(6)、限位块(7)；所述模套(6)安装在垫板(5)上，所述镶块(3)设置在模套(6)内部，所述镶块(3)与限位块(7)设置在型腔(4)内部，镶块(3)内挤压通道与型腔(4)内腔体的横截面均为方形。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备层状异构镁合金的多次挤压装置，其特征在于：包括冲头(1)、镶块(3)、型腔(4)、垫板(5)、模套(6)、限位块(7)；所述模套(6)安装在垫板(5)上，所述镶块(3)设置在模套(6)内部，所述镶块(3)与限位块(7)设置在型腔(4)内部，镶块(3)内挤压通道与型腔(4)内腔体的横截面均为方形。


2.根据权利要求1所述的一种制备层状异构镁合金的多次挤压装置，其特征在于：所述型腔(4)以及镶块(3)均是由两个半模拼合而成。


3.根据权利要求1所述的一种制备层状异构镁合金的多次挤压装置，其特征在于：所述镶块(3)有多套并可以替换，其挤压比分别为4、9、16。


4.一种制备层状异构镁合金的方法，该方法是基于权利要求1所述的一种制备层状异构镁合金的多次挤压装置实现的，其特征在于：具体步骤：
步骤(一).将制备层状异构镁合金的多次挤压装置、坯料(2)放进加热炉中加热到指定温度，保温一段时间后将其取出放置在挤压机上；
步骤(二).安装挤压比为4的镶块并将坯料放入模具，坯料经过冲头(1)施加的作用力压入型腔(4)中，挤压冲头持续向下运...

【专利技术属性】
技术研发人员：于彦东，桑延超，颜泽华，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23