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一种镁 合金 焊丝制备方法

阅读：6发布：2021-06-01

专利汇可以提供一种镁合金焊丝制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种镁合金焊丝的制备方法，涉及一种镁合金焊丝制备方法，属于金属加工技术领域，其特征是：以的挤压态AZ31镁合金线材作为粗线坯，在室温下，通过多道次拉拔，中间退火的方法，制备出的系列焊丝。此制备工艺严密、配比合理、不污染环境，其产物镁合金焊丝金相组织均匀、致密性好，其抗拉强度可达220MPa，焊丝强度与翘曲匹配，有良好的挺直度，表面光亮，焊接过程中送丝连续，可焊性好。，下面是一种镁合金焊丝制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种镁合金焊丝制备方法，其特征是：
采用的挤压态AZ31镁合金线材作为粗线坯，AZ31镁合金的化学成分按重量百
分百计：Al：3.11、Zn：0.84、Mn：0.28、Fe：0.0026、Si：0.026、Cu：＜0.05、Ni：＜0.005、Be：
＜0.01、余量为Mg，在室温25℃左右下，通过多道次拉拔、中间退火、表面处理的方法，制备出规格的系列焊丝，其中：拉拔工艺参数的选择如下：
道次变形程度的确定
镁合金的塑性差，故其平均道次变形程度不应太大，一般不超过30％。拉拔试验的粗线坯直径为4.0mm，设计产品为0.6mm。根据此条件可进行确定道次变形程度的计算。
1)总压缩率
dj为拉拔加工后金属制品的直径，dq为拉拔前金属坯料的直径；
2)拉拔次数n，表示达到设计总变形量时一共所需要的拉拔总次数：
3)平均道次变形程度
4)各道次变形程度分配
根据常规拉拔道次变形程度分配原则，即第一道次较小，第二道次较大，以后道次逐渐减小的原则分配各道次变形程度。
5)各道次线材直径
根据产品的最终直径，可依次往回计算出每次拉拔后线材的直径，计算公式为：
式中：dn、dn-1分别为第n、n-1道次线材的直径，qn为第n道次的道次变形程度。
2.根据权利要求1所述的镁合金焊丝的制备方法，其特征是：拉拔过程是在室温下进行，在每道次拉拔前镁合金线材线坯要经过250℃～400℃退火30～60min。

说明书全文

一种镁合金 焊丝制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种镁合金焊丝制备方法，属于金属加工技术领域。技术背景

[0002] 镁资源在地壳和海洋中储量极其丰富，而镁因其密度小、比强度高、电磁屏蔽性好等一系列优点，成为继钢铁和铝之后的第三类主要金属结构材料，被广泛应用于航空航天、汽车、电子等许多领域，焊接是形成结构件的一种重要的成形方法。镁合金作为一种新型高性能结构材料，在实际应用中必然会采用到焊接结构。目前，国内镁合金的焊接过程中所需的焊丝主要通过铸造和热挤压两种方法生产。但由于热挤压法生产的焊丝质量优于铸造法，因此，大多数情况下以热挤压法生产。通常，采用热挤压法可以生产出各种直径的镁合金焊丝。然而，在大量实验及生产实践中发现：采用热挤压法可以很容易地生产出直径在2.0mm以上的镁合金焊丝，当焊丝直径在2.0mm以下时，挤压力成倍增加，镁合金焊丝挤压成形的难度增大，生产效率较低.此外，通过热挤压法生产的直径在2.0mm以下的镁合金焊丝偏软，其焊丝强度与翘曲不匹配，不能保证良好的挺直度，而且其表面多毛刺，从而影响了焊接过程中送丝的连续性。优化焊丝生产方法，提高其表面质量，对焊接结构有重要意义。

发明内容

[0003] 本发明的目的就是针对技术背景中的不足，提供一种新的镁合金焊丝制备方法，以降低细直径焊丝的生产难度、提高生产效率以及保证焊丝良好的挺直度和焊接过程中送丝的连续性。

[0004] 本发明的制备方法如下：

[0005] 采用的挤压态AZ31镁合金线材作为粗线坯，AZ31镁合金的化学成分按重量百分百计：Al：3.11、Zn：0.84、Mn：0.28、Fe：0.0026、Si：0.026、Cu：＜0.05、Ni：＜0.005、Be：＜0.01、余量为Mg，在室温下，通过多道次拉拔、中间退火、表面处理的方法，制备出规格的系列焊丝，其中：拉拔工艺参数的选择如下：

[0006] 道次变形程度的确定

[0007] 镁合金的塑性差，故其平均道次变形程度不应太大，一般不超过30％。拉拔试验的粗线坯直径为4.0mm，设计产品为0.6mm。根据此条件可进行确定道次变形程度的计算。

[0008] 1)总压缩率

[0009]

[0010] dj为拉拔加工后金属制品的直径，dq为拉拔前金属坯料的直径；

[0011] 2)拉拔次数n，表示达到设计总变形量时一共所需要的拉拔总次数：

[0012]

[0013] 3)平均道次变形程度

[0014]

[0015] 4)各道次变形程度分配

[0016] 根据常规拉拔道次变形程度分配原则，即第一道次较小，第二道次较大，以后道次逐渐减小的原则分配各道次变形程度。

[0017] 5)各道次线材直径

[0018] 根据产品的最终直径，可依次往回计算出每次拉拔后线材的直径，计算公式为：

[0019]

[0020] 式中：dn、dn-1分别为第n、n-1道次线材的直径，qn为第n道次的道次变形程度。

[0021] 在上述拉拔过程中，在每道次拉拔前应在拉拔模具上涂润滑剂，拉拔时润滑可以避免模具上金属的粘附，同时降低摩擦系数，减小拉拔力，降低模具的磨损。镁合金的润滑通常采用胶体石墨或二硫化钼润滑。

[0022] 在上述拉拔过程中，在每道次拉拔前镁合金线材线坯要经过250℃～400℃退火30～60min。

[0023] 根据镁合金拉拔时的工艺特征，确定了AZ31镁合金焊丝的拉拔工艺参数见表1。

[0024] 表1 AZ31镁合金焊丝的拉拔工艺参数

[0025]

[0026] 表面处理

[0027] 对制备的镁合金焊丝进行酸碱洗，去除油污，保持光亮。

[0028] 检测、分析

[0029] 对制备的镁合金焊丝进行形貌、金相组织、力学性能分析；

[0030] 用光学显微镜进行金相组织分析；

[0031] 用微机控制电子万能试验机进行拉伸试验，抗拉强度可达220MPa；

[0032] 对制备的焊丝进行焊接试验，可焊性良好，焊接接头力学性能优良；

[0033] 储存包装

[0034] 对制备的镁合金焊丝要用软质材料密封包装，储存于干燥洁净环境，要防水、防潮、防氧化、防酸、盐、碱侵蚀，储存温度20℃±3℃，相对湿度20％。

[0035] 本发明相对于现有技术具有的优点和进步：

[0036] 与挤压法生产的镁合金焊丝相比，拉拔制品的尺寸精确、表面光洁，提高了生产效率以及能保证焊丝良好的挺直度和焊接过程中送丝的连续性。最适合于连续高速生产断面非常小的长的制品。拉拔生产的工具与设备简单，维护方便。在一台设备上可以生产多种规格和品种的制品。坯料拉拔道次变形量和两次退火间的总变形量受到拉应力的限制。一般道次断面加工率在20％～60％以下，过大的道次加工率将导致拉拔制品的尺寸、形状不合格，甚至频繁地被拉断。

[0037] 与热拉拔法相比较，冷拉拔所用的工具与设备简单，维护方便。对模具磨损较小，操作简单方便。焊丝氧化较低，拉拔出的焊丝夹杂较少。附图说明

[0038] 图1是本发明的拔丝原理图，图中：1--拔丝模具，2--镁合金线材线坯。

具体实施方式

[0039] 实施例1：

[0040] 道次变形程度的确定

[0041] 镁合金的塑性差，故其平均道次变形程度不应太大，一般不超过30％。拉拔试验的粗线坯直径为4.0mm，设计产品为0.6mm。根据此条件可进行确定道次变形程度的计算。

[0042] 1)总压缩率

[0043]

[0044]

[0045] dj为拉拔加工后金属制品的直径，dq为拉拔前金属坯料的直径；

[0046] 2)拉拔次数n，表示达到设计总变形量时一共所需要的拉拔总次数：

[0047] 设平均道次变形程度qp＝25％，则拉拔道次为：

[0048]

[0049] 所以选拉拔次数n＝13

[0050] 3)平均道次变形程度

[0051]

[0052]

[0053] 4)各道次变形程度分配

[0054] 根据常规拉拔道次变形程度分配原则，即第一道次较小，第二道次较大，以后道次逐渐减小的原则分配各道次变形程度。结果见表2。

[0055] 表2拉拔工艺设计结果

[0056]

[0057] 5)各道次线材直径

[0058] 根据产品的最终直径，可依次往回计算出每次拉拔后线材的直径，计算公式为：

[0059]

[0060] 式中：dn、dn-1分别为第n、n-1道次线材的直径，qn为第n道次的道次变形程度。计算得各道次线材的直径见表2。

[0061] 本发明一种镁合金焊丝制备方法具体制备方法如下：

[0062] 第一道次：由拉拔到

[0063] 将的挤压态AZ31镁合金线材粗线坯经过250℃退火30min后轧尖，拉拔到[0064] 第二道次：由拉拔到

[0065] 将的线坯经过250℃退火30min后轧尖，拉拔到

[0066] 第三道次：由拉拔到

[0067] 将的线坯经过250℃退火30min后轧尖，拉拔到

[0068] 第四道次：由拉拔到

[0069] 将的线坯经过250℃退火30min后轧尖，拉拔到

[0070] 第五道次：由拉拔到

[0071] 将的线坯经过250℃退火30min后轧尖，拉拔到

[0072] 第六道次：由拉拔到

[0073] 将的线坯经过250℃退火30min后轧尖，拉拔到

[0074] 第七道次：由拉拔到

[0075] 将的线坯经过250℃退火30min后轧尖，拉拔到

[0076] 第八道次：由拉拔到

[0077] 将的线坯经过250℃退火30min后轧尖，拉拔到

[0078] 第九道次：由拉拔到

[0079] 将的线坯经过250℃退火30min后轧尖，拉拔到

[0080] 第十道次：由拉拔到

[0081] 将的线坯经过250℃退火30min后轧尖，拉拔到

[0082] 第十一道：由拉拔到

[0083] 将的线坯经过250℃退火30min后轧尖，拉拔到

[0084] 第十二道：由拉拔到

[0085] 将的线坯经过250℃退火30min后轧尖，拉拔到

[0086] 第十三道：由拉拔到

[0087] 将的线坯经过250℃退火30min后轧尖，拉拔到

[0088] 至此拉拔过程结束，拉拔出的焊丝，其中中间过程包含了各种规格焊丝。

[0089] 试验结果

[0090] 采用上述方法制备的镁合金焊丝，经焊接试验考核，具有良好的焊接性能，但拉拔过程中断丝率有所提高。

[0091] 实施例2：

[0092] 计算过程与实施例1相同

[0093] 第一道次：由拉拔到

[0094] 将的挤压态AZ31镁合金线材粗线坯经过300℃退火45min后轧尖，拉拔到[0095] 第二道次：由拉拔到

[0096] 将的线坯经过300℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0097] 第三道次：由拉拔到

[0098] 将的线坯经过300℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0099] 第四道次：由拉拔到

[0100] 将的线坯经过300℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0101] 第五道次：由拉拔到

[0102] 将的线坯经过300℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0103] 第六道次：由拉拔到

[0104] 将的线坯经过300℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0105] 第七道次：由拉拔到

[0106] 将的线坯经过300℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0107] 第八道次：由拉拔到

[0108] 将的线坯经过300℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0109] 第九道次：由拉拔到

[0110] 将的线坯经过300℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0111] 第十道次：由拉拔到

[0112] 将的线坯经过300℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0113] 第十一道：由拉拔到

[0114] 将的线坯经过300℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0115] 第十二道：由拉拔到

[0116] 将的线坯经过300℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0117] 第十三道：由拉拔到

[0118] 将的线坯经过300℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0119] 至此拉拔过程结束，拉拔出的焊丝，其中中间过程包含了各种规格焊丝。

[0120] 试验结果

[0121] 采用上述方法制备的镁合金焊丝，经焊接试验考核，具有良好的焊接性能，拉拔过程中断丝率相对实施例1有所降低。

[0122] 实施例3：

[0123] 计算过程与实施例1相同

[0124] 第一道次：由拉拔到

[0125] 将的挤压态AZ31镁合金线材粗线坯经过350℃退火45min后轧尖，拉拔到[0126] 第二道次：由拉拔到

[0127] 将的线坯经过350℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0128] 第三道次：由拉拔到

[0129] 将的线坯经过350℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0130] 第四道次：由拉拔到

[0131] 将的线坯经过350℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0132] 第五道次：由拉拔到

[0133] 将的线坯经过350℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0134] 第六道次：由拉拔到

[0135] 将的线坯经过350℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0136] 第七道次：由拉拔到

[0137] 将的线坯经过350℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0138] 第八道次：由拉拔到

[0139] 将的线坯经过350℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0140] 第九道次：由拉拔到

[0141] 将的线坯经过350℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0142] 第十道次：由拉拔到

[0143] 将的线坯经过350℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0144] 第十一道：由拉拔到

[0145] 将的线坯经过350℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0146] 第十二道：由拉拔到

[0147] 将的线坯经过350℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0148] 第十三道：由拉拔到

[0149] 将的线坯经过350℃退火45min后轧尖，拉拔到

[0150] 至此拉拔过程结束，拉拔出的焊丝，其中中间过程包含了各种规格焊丝。

[0151] 试验结果

[0152] 采用上述方法制备的镁合金焊丝，经焊接试验考核，具有良好的焊接性能，拉拔过程中断丝率与实施例2相当。

[0153] 实施例4：

[0154] 计算过程与实施例1相同

[0155] 第一道次：由拉拔到

[0156] 将的挤压态AZ31镁合金线材粗线坯经过400℃退火60min后轧尖，拉拔到[0157] 第二道次：由拉拔到

[0158] 将的线坯经过400℃退火60min后轧尖，拉拔到

[0159] 第三道次：由拉拔到

[0160] 将的线坯经过400℃退火60min后轧尖，拉拔到

[0161] 第四道次：由拉拔到

[0162] 将的线坯经过400℃退火60min后轧尖，拉拔到

[0163] 第五道次：由拉拔到

[0164] 将的线坯经过400℃退火600min后轧尖，拉拔到

[0165] 第六道次：由拉拔到

[0166] 将的线坯经过400℃退火60min后轧尖，拉拔到

[0167] 第七道次：由拉拔到

[0168] 将的线坯经过400℃退火60min后轧尖，拉拔到

[0169] 第八道次：由拉拔到

[0170] 将的线坯经过400℃退火60min后轧尖，拉拔到

[0171] 第九道次：由拉拔到

[0172] 将的线坯经过400℃退火60min后轧尖，拉拔到

[0173] 第十道次：由拉拔到

[0174] 将的线坯经过400℃退火60min后轧尖，拉拔到

[0175] 第十一道：由拉拔到

[0176] 将的线坯经过400℃退火60min后轧尖，拉拔到

[0177] 第十二道：由拉拔到

[0178] 将的线坯经过400℃退火60min后轧尖，拉拔到

[0179] 第十三道：由拉拔到

[0180] 将的线坯经过400℃退火60min后轧尖，拉拔到

[0181] 至此拉拔过程结束，拉拔出的焊丝，其中中间过程包含了各种规格焊丝。

[0182] 试验结果

[0183] 采用上述方法制备的镁合金焊丝，经焊接试验考核，具有良好的焊接性能，但拉拔过程中断丝率相对实施例3有所提高。

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