本发明专利技术公开了一种镁合金薄壁管材的生产方法及装置，包括中空结构的上挤压筒和下挤压筒，二者之间设置有凹模，所述上挤压筒、下挤压筒和凹模整体围成一个上下贯通的同心变形型腔，其中上挤压筒的内径略大于下挤压筒，所述上挤压筒的型腔内设置有挤压杆，该挤压杆的下端安装有贴合上挤压筒型腔内壁的挤压头，所述上挤压筒和下挤压筒的外壁上分别围有电阻加热圈，所述挤镦凹模中间设有中心孔，该中心孔内插有测温热电偶。本发明专利技术利用镁合金在挤镦过程中坯料晶粒细化，组织均匀及塑性得到提高的特点，完成相应挤镦道次变形后获得高性能合金材料，该材料可以用来生产薄壁管材。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有色金属塑性加工
，涉及一种金属材料的连续挤镦方法，具体涉及镁合金薄壁管材的生产方法。
技术介绍
镁及镁合金具有密度小、比强度高、易回收等优点，有“21世纪绿色环保工程材料”的美称。近几年，随着科学技术的进步，镁合金在航空航天、高速轨道交通、电子通讯及人体医学等领域得到了一定程度的应用，是当今社会发展潜力较大的轻有色金属材料。但实际中镁合金的应用领域远不如钢铁材料及铝合金材料广泛，其中主要原因是由于镁合金材料的强度偏低、塑性成型性能较差、抗腐蚀性能不佳等，因此，开发高性能的镁合金材料倍受研究者的青睐和关注，特别是生产高耐热性的航空材料、细丝材料及薄壁管材料等更需要高强度、优良塑性的镁合金材料。文献研究表明:使用往复挤压法、等通道转角挤压可以改善镁合金材料的组织性能，但这些加工方法操作繁琐，需要翻转或转动装置，难以实现连续生产，效率低，成本较高，甚至在生产过程中存在一定的危险性；中南大学的刘楚明、郑梁等著的《高强变形镁合金研究现状及发展趋势》(《宇航材料工艺》2012年42卷第I期P8-12)文章中，记载了新型高强韧镁合金加工技术，并且作者申请了国家专利技术专利，专利《一种大直径高强耐热镁合金薄壁管材的挤压变形工艺》(公开号CN102400071A，公开日2012年4月4日)。但是该技术生产的镁合金薄壁管材较厚，变形温度高，合金材料处于半固态，挤压模具长期处于高温状态，寿命较短，很难挤压出镁合金薄壁管材。为了更好的改进镁合金的塑性加工技术，实现生产连续化，有必要研发一种工艺简单、可操作性强的镁合金成形技术，生产出镁合金薄壁管材，以适应当前高 端产品的市场需求。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种镁合金薄壁管材的生产方法及装置，它针对现有加工技术的不足，能够实现连续多道次挤镦成形，制备出晶粒细小、组织均匀、塑性优良的镁合金材料,这种材料可以用来生产薄壁管材,而且成本较低,效率较高。一种镁合金连续挤镦变形装置，包括中空结构的上挤压筒和下挤压筒，二者之间设置有凹模，所述上挤压筒、下挤压筒和凹模整体围成一个上下贯通的同心变形型腔，其中上挤压筒的内径略大于下挤压筒，所述上挤压筒的型腔内设置有挤压杆，该挤压杆的下端安装有贴合上挤压筒型腔内壁的挤压头，所述上挤压筒和下挤压筒的外壁上分别围有电阻加热圈，所述挤镦凹模中间设有中心孔，该中心孔内插有测温热电偶。一种镁合金的管材挤压装置，包含中空结构的上挤压筒和下挤压筒，二者之间设有管材挤压模具，所述上挤压筒的型腔内设置有挤压杆，该挤压杆的下端安装有贴合上挤压筒型腔内壁的管材挤压模具，所述上挤压筒外壁缠绕有电阻加热圈，所述管材挤压模具中间设有中心孔，该中心孔内插有测温热电偶。一种镁合金连续挤镦变形以及管材的加工工艺:Al、把凹模压进上挤压筒和下挤压筒之间的圆槽内进行合模，并利用固定螺栓进行固定；A2、将坯料装入上挤压筒内，并在下挤压筒内装入预压紧坯料，接着通过电阻加热圈给上挤压筒和下挤压筒加热，并把测温热电偶插进凹模中间的中心孔内，当达到预定温度时保温二十分钟；A3、将下挤压筒里的坯料预压紧，使坯料充满凹模型腔，然后通过挤压杆把轴向压力传递给挤压头，使被挤镦坯料通过凹模进入下挤压筒，完成初次挤镦；A4、经过初次挤镦后，向上移动挤压杆，再次装入加热到预定温度的坯料，开动挤压机再次进行挤镦，完成一道次的挤镦后，把挤镦坯料锯下，加热到预定温度后放进上挤压筒，进行第二次挤镦变形，周而复始，直至达到设计的挤镦道次，完成整个连续挤镦过程，即可得到挤镦坯料；A5、将挤镦坯料装入上挤压筒内，然后给上挤压筒外围的加热圈通电加热，当温度回升到300°C 360°C时保温，开动挤压装置通过挤压杆把挤镦坯料压到管材模具上，当挤镦坯料通过管材挤压模具的模孔后即可得到镁合金薄壁管材。所述挤压杆向下运行的速度范围为10mm/min 15mm/min。所述的挤压头采用高速钢W6Mo5Cr4V2制作而成。所述的挤压杆、凹模和管材模具采用热作模具钢4Cr5MoVlSi制作而成。本专利技术设计的生产 方法，利用镁合金在挤镦过程中坯料晶粒细化，组织均匀及塑性得到提高的特点，完成相应挤镦道次变形后获得高性能合金材料，该材料可以用来生产薄壁管材。挤镦变形不需要来回翻转挤压装置，可操作性强，容易实现连续挤镦，适用于各种压力机及其他轻有色金属材料，并且挤镦温度相对偏低，只有330°C左右，镁合金不会发生相变和氧化，模具工作界面稳定，使用寿命长，因此生产成本相对较低，生产效率较高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术，下面将结合附图对实施例作简单的介绍。图1为本专利技术中镁合金连续挤镦变形装置的结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为本专利技术中镁合金的管材挤压装置的结构示意图；图4为图3的俯视图；图中:1.挤压杆，2.上挤压筒，3.挤压头，4.电阻加热圈，5.坯料，6.凹模，7.下挤压筒，8.挤镦坯料，9.测温热电偶，10.管材挤压模具，11.镁合金薄壁管材。具体实施例方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。图1、图2是本具体实施方式的镁合金连续挤镦变形装置示意图，该装置主要包括中空结构的上挤压筒2和下挤压筒7，二者之间设有凹模6，其中上挤压筒2的内径略大于下挤压筒7，该凹模6将上挤压筒2和下挤压筒7内的型腔内径收缩成两个上下相通的型腔，所述上挤压筒2的型腔内设置有挤压杆1，该挤压杆I的下端安装有贴合上挤压筒2型腔内壁的挤压头3，所述上挤压筒2和下挤压筒7外壁分别缠绕有电阻加热圈4，凹模6中间部位打有中心孔，该中心孔内插有测温热电偶9，将坯料5装入上挤压筒2的型腔内，并在下挤压筒7的型腔内装入预压紧坯料，首先先把下挤压筒7内的预压紧坯料预压紧，使之充满凹模6的模孔，然后挤压杆I轴向下压使坯料5经过凹模6后变细，并在下挤压筒7内的型腔中被镦粗，即可得到挤镦坯料8，当上挤压筒2型腔内的坯料5挤镦完成后提起挤压杆1，再次放入经过加热的坯料5，再次进行挤镦作业，在完成一个道次后，把经过挤镦后的挤镦坯料8锯下，加热后放入上挤压筒2的型腔内进行二次挤镦，周而复始，即可得到晶粒细小、组织均匀、塑性优良镁合金料。图3、图4是本具体实施方式的镁合金的管材挤压装置示意图，该装置包含中空结构的上挤压筒2和下挤压筒7，二者之间设有管材挤压模具10，其中上挤压筒2的内径略大于下挤压筒7，所述上挤压筒2外壁缠绕有电阻加热圈4，所述管材挤压模具10中间设有中心孔，该中心孔内插有测温热电偶9，将经过反复挤镦作业的挤镦坯料8放进上挤压筒2的型腔内，在挤压杆I的轴向压力作用下，挤镦坯料8经过管材挤压模具10后即可得到镁合金薄壁管材11。仅作为优选技术方案，所述的凹模6两端锥形倾角为80° 100°，其中间的定径带长度为5mm，上挤压筒2的内径比下挤压筒7的内径大0.3mm，挤镦速度(即挤压杆轴向速度)控制在10mm/min 20mm/min，采用高速钢W6Mo5Cr4V2加工挤压头，采用热作模具钢4Cr5MoVlSi制作挤压杆1、挤镦凹模6和管材挤压模具10，管材挤压模具10采用分流组合平面模结构。本专利技术的镁合金薄壁管材的加工方法及装置，按以下步本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镁合金连续挤镦变形装置，其特征在于包括中空结构的上挤压筒(2)和下挤压筒(7)，二者之间设置有凹模(6)，所述上挤压筒(2)、下挤压筒(7)和凹模(6)整体围成一个上下贯通的同心变形型腔，其中上挤压筒(2)的内径略大于下挤压筒(7)，所述上挤压筒(2)的型腔内设置有挤压杆(1)，该挤压杆(1)的下端安装有贴合上挤压筒(2)型腔内壁的挤压头(3)，所述上挤压筒(2)和下挤压筒(7)的外壁上分别围有电阻加热圈(4)，所述挤镦凹模(6)中间设有中心孔，该中心孔内插有测温热电偶(9)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张建新，高爱华，秦本东，孙付伟，郭宇，郭学锋，陈昊，任磊，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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