本发明专利技术提供一种分步式热挤压带多组环形内筋的铝/镁复合筒形件及其成形工艺，属于有色金属制备的技术领域，针对提高镁合金筒形件抗腐蚀能力，制备铝/镁复合筒形件，同时在铝/镁复合筒形件的内层镁合金侧分步成形多组环形加强内筋，提高复合筒形件的抗外压能力，经过后续的热处理，提高铝/镁复合界面的结合强度，消除复合筒形件的内部残余应力，此制备方法工艺先进，是十分理想的制备高性能带多组环形加强内筋单一合金或层状复合筒形件的方法。形加强内筋单一合金或层状复合筒形件的方法。形加强内筋单一合金或层状复合筒形件的方法。
【技术实现步骤摘要】
一种分步式热挤压带多组环形内筋的铝/镁复合筒形件及其成形工艺
[0001]本专利技术属于有色金属制备的
，具体公开了一种分步式热挤压带多组环形内筋的铝/镁复合筒形件及其成形工艺。
技术介绍
[0002]有色金属镁及其合金具有低密度、高比强度以及优异的电磁屏蔽性能，在汽车轻量化、电工电子、航空航天等领域有着广泛的应用前景。然而，镁合金不耐腐蚀，室温条件下塑形变形能力差，在一定程度上制约了镁合金的发展。
[0003]相比于镁合金，铝合金的密度高于镁合金，但低于黑色金属，在工业轻量化领域应用较为广泛，同时具有优异的耐腐蚀性能和良好的力学性能。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是针对镁合金耐腐蚀性能差、塑形变形能力差的问题，采用铝合金作为耐腐蚀层，通过分步式热挤压成形在镁合金侧成形多组环形加强内筋，通过控制工作腔的温度，在铝/镁界面处形成一定厚度的元素扩散层，通过成形过程中的氩气保护，避免成形过程中的铝/镁界面氧化，获得具有轻质高强、优异耐腐蚀性能的带多组环形内筋的铝/镁复合筒形件。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种分步式热挤压带多组环形内筋的铝/镁复合筒形件成形工艺，采用卧式压力机、中心芯模和阶梯模具对镁合金筒及套设在镁合金筒外的铝合金筒热挤压成形；中心芯模为圆柱状结构；阶梯模具包括中心阶梯套筒、侧向阶梯套筒和内支撑套筒；中心阶梯套筒为三层阶梯筒状结构，内径与中心芯模的直径配合，中间外径与铝/镁复合筒形件的预设内径配合，两侧外径与中间外径的差值与铝/镁复合筒形件环形内筋的预设高度配合；侧向阶梯套筒为两层阶梯筒状结构，内径与中心芯模的直径配合，底层外径与铝/镁复合筒形件的预设内径配合，底层外径与顶层外径的差值与铝/镁复合筒形件环形内筋的预设高度配合；内支撑套筒的内径与中心芯模的直径配合，外径与铝/镁复合筒形件的预设内径配合；挤压成形步骤如下所述：
①
中心芯模水平放置，将中心阶梯套筒套设在中心芯模的中部位置，在中心阶梯套筒两侧中心芯模外套设内支撑套筒；
②
将镁合金筒装在中心阶梯套筒和内支撑套筒外；
③
将铝合金筒套装在镁合金筒外；
④
在铝合金筒外加装外侧固定套筒，铝合金筒两侧与外侧固定套筒之间放置外支撑套筒，在镁合金筒两侧与外支撑套筒之间放置挤压套筒；
⑤
将组装体水平置于卧式压力机的工作腔中，挤压套筒与两侧压块重合对中，关闭工作腔，抽真空至预设真空度后，关闭真空泵并通入防止铝/镁界面氧化的保护气体，达
到预定气压后关闭进气阀，打开加热装置加热至预设温度后，两侧压块对挤压套筒施压，达到预设行程后，停止施压，成形完成第一组环形内筋；
⑥
取出中心芯模，再取出内支撑套筒，取出后重新放置中心芯模，在中心阶梯套筒两侧、中心芯模外分别放置第一组侧向阶梯套筒，在侧向阶梯套筒两侧放置内支撑套筒，开启卧式压力机，对挤压套筒施压，成形第二组环形内筋；
⑦
重复步骤
⑥
成形多组环形内筋；
⑧
控制工作腔的温度，以使铝/镁复合筒形件获得具有扩散层的铝/镁界面，使界面达到冶金结合；
⑨
热处理完成，铝/镁复合筒形件随炉冷却后，完成带多组环形内筋的铝/镁复合筒形件的成形。
[0006]进一步地，中心阶梯套筒、侧向阶梯套筒和内支撑套筒由至少一瓣套筒瓣模Ⅰ和多瓣套筒瓣模Ⅱ围合而成，套筒瓣模Ⅰ和套筒瓣模Ⅱ沿套筒的径向分割，套筒瓣模Ⅰ两侧径向边缘的间距从内到外逐渐减小形成内“八”字结构；中心阶梯套筒和侧向阶梯套筒上设置有贯穿顶面和底面的脱模孔。
[0007]进一步地，中心阶梯套筒、侧向阶梯套筒和内支撑套筒由两瓣套筒瓣模Ⅰ和两瓣套筒瓣模Ⅱ围合而成，两瓣套筒瓣模Ⅰ对称设置；中心阶梯套筒和侧向阶梯套筒的每瓣套筒瓣模上均设置有脱模孔。
[0008]进一步地，中心芯模、中心阶梯套筒、侧向阶梯套筒和内支撑套筒选用H13材料制作，套筒内、外表面粗糙度为Ra 0.08
‑
0.16
µ
m。
[0009]进一步地，挤压成形步骤前，对中心芯模、中心阶梯套筒、侧向阶梯套筒和内支撑套筒表面均匀涂抹石墨乳，涂抹后烘干。
[0010]进一步地，挤压成形步骤前，除去镁合金筒和铝合金筒表面杂质，按照乙醇
‑
丙酮
‑
乙醇的顺序反复清洁镁合金筒和铝合金筒表面后烘干。
[0011]进一步地，挤压成形步骤后，对带多组环形内筋的铝/镁复合筒形件进行机械加工。
[0012]进一步地，卧式压力机为卧式液压成型机，包括左导线箱、左液压油缸、左固定座、左压力轴、左移动工作台、左压块、工作腔、右压块、右移动工作台、右压力轴、右固定座、右液压油缸、真空泵、氩气瓶、液压油箱和控制柜；左固定座、左移动工作台、工作腔、右移动工作台、右固定座依次安装在左导线箱上；左压力轴穿设在左固定座上，两端分别与左液压油缸和左移动工作台连接；左压块滑动穿设在工作腔的左侧，与左移动工作台连接；右压力轴穿设在右固定座上，两端分别与右液压油缸和右移动工作台连接；右压块滑动穿设在工作腔的右侧，与右移动工作台连接；工作腔上设置有电阻丝，电阻丝通过导线通电；真空泵通过真空管与工作腔连接；氩气瓶通过进气管与工作腔连接；液压油箱通过油管与左液压油缸和右液压油缸连接；液压油缸、电阻丝、真空泵均由控制柜控制。
[0013]本专利技术还提供一种分步式热挤压带多组环形内筋的铝/镁复合筒形件，包括外层铝合金层以及固定在外层铝合金层内壁上的内层镁合金层，内层镁合金层沿轴向设置有多道环形内筋。
[0014]上述分步式热挤压带多组环形内筋的铝/镁复合筒形件，通过上述分步式热挤压带多组环形内筋的铝/镁复合筒形件成形工艺制成。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术与
技术介绍
相比具有明显的先进性，针对提高镁合金筒形件耐压及抗腐蚀能力，制备铝/镁复合筒形件，同时在铝/镁复合筒形件的内层镁合金侧分步成形多组环形加强内筋，提高复合筒形件的力学性能，经过后续的热处理，提高铝/镁复合界面的结合强度，消除复合筒形件的内部残余应力，此制备方法工艺先进，是十分理想的制备高性能带多组环形加强内筋单一合金或层状复合筒形件的方法。
附图说明
[0016]图1为铝合金筒和镁合金筒在压力机上的安装示意图；图2为中心阶梯套筒的主视图；图3为图2的俯视图；图4为中心阶梯套筒瓣模Ⅰ的主视图；图5为图4的俯视图；图6为侧向阶梯套筒的主视图；图7为图6的俯视图；图8为侧向阶梯套筒瓣模Ⅰ的主视图；图9为图8的俯视图；图10为内支撑套筒的主视图；图11为图10的俯视图；图12为三组环形内筋的铝/镁复合筒形件成形过程图；图13为分步式热挤压带多组环形内筋的铝/镁复合筒形件的热处理工艺图。
[0017]图中：1、中心阶梯套筒，1.1、中心阶梯套筒瓣模Ⅰ，1.2、中心阶梯套筒瓣模Ⅱ，2、侧向阶梯套筒，2.1、侧向阶梯套筒瓣模Ⅰ，2.2、侧本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种分步式热挤压带多组环形内筋的铝/镁复合筒形件成形工艺，其特征在于，采用卧式压力机、中心芯模和阶梯模具对镁合金筒及套设在镁合金筒外的铝合金筒热挤压成形；所述中心芯模为圆柱状结构；所述阶梯模具包括中心阶梯套筒、侧向阶梯套筒和内支撑套筒；所述中心阶梯套筒为三层阶梯筒状结构，内径与中心芯模的直径配合，中间外径与铝/镁复合筒形件的预设内径配合，两侧外径与中间外径的差值与铝/镁复合筒形件环形内筋的预设高度配合；所述侧向阶梯套筒为两层阶梯筒状结构，内径与中心芯模的直径配合，底层外径与铝/镁复合筒形件的预设内径配合，底层外径与顶层外径的差值与铝/镁复合筒形件环形内筋的预设高度配合；所述内支撑套筒的内径与中心芯模的直径配合，外径与铝/镁复合筒形件的预设内径配合；挤压成形步骤如下所述：
①
中心芯模水平放置，将中心阶梯套筒套设在中心芯模的中部位置，在中心阶梯套筒两侧中心芯模外套设内支撑套筒；
②
将镁合金筒装在中心阶梯套筒和内支撑套筒外；
③
将铝合金筒套装在镁合金筒外；
④
在铝合金筒外加装外侧固定套筒，铝合金筒两侧与外侧固定套筒之间放置外支撑套筒，在镁合金筒两侧与外支撑套筒之间放置挤压套筒；
⑤
将组装体水平置于卧式压力机的工作腔中，挤压套筒与两侧压块重合对中，关闭工作腔，抽真空至预设真空度后，关闭真空泵并通入防止铝/镁界面氧化的保护气体，达到预定气压后关闭进气阀，打开加热装置加热至预设温度后，两侧压块对挤压套筒施压，达到预设行程后，停止施压，成形完成第一组环形内筋；
⑥
取出中心芯模，再取出内支撑套筒，取出后重新放置中心芯模，在中心阶梯套筒两侧、中心芯模外分别放置第一组侧向阶梯套筒，在侧向阶梯套筒两侧放置内支撑套筒，开启卧式压力机，对挤压套筒施压，成形第二组环形内筋；
⑦
重复步骤
⑥
成形多组环形内筋；
⑧
控制工作腔的温度，以使铝/镁复合筒形件获得具有扩散层的铝/镁界面，使界面达到冶金结合；
⑨
热处理完成，铝/镁复合筒形件随炉冷却后，完成带多组环形内筋的铝/镁复合筒形件的成形。2.根据权利要求1所述的分步式热挤压带多组环形内筋的铝/镁复合筒形件成形工艺，其特征在于，中心阶梯套筒、侧向阶梯套筒和内支撑套筒由至少一瓣套筒瓣模Ⅰ和多瓣套筒瓣模Ⅱ围合而成，套筒瓣模Ⅰ和套筒瓣模Ⅱ沿套筒的径向分割，套筒瓣模Ⅰ两侧径向边缘的间距从内到外逐渐减小形成内“八”字结构；中心阶梯套筒和侧向阶梯套筒上设置有贯穿顶面和底面的脱模孔。3.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪胜，高会良，王文先，聂慧慧，王鑫，巩鹏飞，刘瑞峰，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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