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一种镁合金板带材的双向复合挤压模具及挤压成型方法

阅读:688发布:2020-05-13

专利汇可以提供一种镁合金板带材的双向复合挤压模具及挤压成型方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种镁 合金 板带材的双向复合 挤压 模具及 挤压成型 方法。包括模具本体,左端连接挤压筒,内部由左至右沿其轴向设有对接连通的 正面 挤压通道、过渡通道、侧面挤压通道、出口通道,正面挤压通道左端与挤压筒的挤压腔对接连通,前述任意对接连通处两侧部件的横截面的形状相同且面积相等;正面挤压通道和侧面挤压通道的横截面均自左向右逐渐变小,挤压筒的挤压腔、过渡通道和出口通道的横截面均自左向右相等;挤压筒的挤压腔的横截面与镁合金坯料的横截面的形状相同且面积相等,正面挤压通道右端、过渡通道、侧面挤压通道和出口通道的横截面均为倒圆 角 矩形。本发明可以制备出高塑性镁合金板带材。,下面是一种镁合金板带材的双向复合挤压模具及挤压成型方法专利的具体信息内容。

1.一种镁合金板带材的双向复合挤压模具,其特征在于:包括模具本体,模具本体的左端固定连接有挤压筒,模具本体内部由左端至右端沿其轴向依次设有对接连通的正面挤压通道、过渡通道、侧面挤压通道、出口通道,正面挤压通道左端与挤压筒的挤压腔对接连通,前述任意对接连通处两侧部件的横截面的形状相同且面积相等;正面挤压通道和侧面挤压通道的横截面均自左向右逐渐变小,挤压筒的挤压腔、过渡通道和出口通道的横截面均自左向右相等;挤压筒的挤压腔的横截面与镁合金坯料的横截面的形状相同且面积相等,正面挤压通道右端、过渡通道、侧面挤压通道和出口通道的横截面均为倒圆矩形。
2.如权利要求1所述的双向复合挤压模具,其特征在于:正面挤压通道的挤压比为1.5:
1 30:1,侧面挤压通道的挤压比为1.04:1 2:1,过渡通道的长度≤50mm。
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3.如权利要求1所述的双向复合挤压模具,其特征在于:模具本体、挤压筒的横截面均自左向右相等且与镁合金坯料的横截面的形状相同。
4.如权利要求3所述的双向复合挤压模具,其特征在于:镁合金坯料的形状为圆柱形、扁锭形或长方体形。
5.如权利要求4所述的双向复合挤压模具,其特征在于:圆柱形镁合金坯料规格为:直径80 1000mm,长500 2000mm;扁锭形或长方体形镁合金坯料的规格为:厚1 50mm,宽80~ ~ ~ ~
1000mm,长500 2000mm。
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6.一种利用如权利要求1 5之任一所述双向复合挤压模具挤压成型镁合金板带材的方~
法,其特征在于,包括下述步骤:
步骤一:先将镁合金坯料加热到250 450℃,保温0.5 2h,同时加热模具本体和挤压筒,~ ~
模具本体和挤压筒等温且比镁合金坯料温度低0 30℃,模具本体和挤压筒加热后在挤压筒~
的挤压腔、正面挤压通道、过渡通道、侧面挤压通道、出口通道内均匀涂抹润滑剂
步骤二:镁合金坯料、模具本体和挤压筒都达到指定温度后,将镁合金坯料放入挤压筒的挤压腔中,从镁合金坯料的后端施加压进行等速挤压,使镁合金坯料依次经过正面挤压通道、过渡通道、侧面挤压通道、出口通道,即得镁合金板带材。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于:挤压速度为0.3 3m/min。
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8.如权利要求6或7所述的方法,其特征在于:所述镁合金坯料为经均匀化处理的镁合金铸造坯料或其他热加工坯料。。

说明书全文

一种镁合金板带材的双向复合挤压模具及挤压成型方法

技术领域

[0001] 本发明属于金属材料加工技术领域,具体涉及一种镁合金板带材的双向复合挤压模具及挤压成型方法。

背景技术

[0002] 镁合金是重要的轻质结构材料,与合金相比,不仅具有较高的比强度和比刚度,而且具有优良的散热性能、电磁屏蔽性能、减震性能和机械加工性能,其产品广泛应用于航空航天、汽车以及军工等领域。中国具有丰富的镁资源,镁矿产占世界总储量的60%以上,并且我国市场巨大,镁合金在3C等方面潜巨大。然而我国镁合金的应用还处于初级阶段,原镁产量居世界首位,但大多以初级产品出口,商品附加值较低。大力发展镁合金深加工行业,把我国的镁资源优势转化为产业优势和技术优势成为我国镁合金行业的发展方向。
[0003] 镁合金薄板带在手机、照相机、摄像机和笔记本电脑等3C产品工业领域有重要应用并且潜力巨大。然而,由于镁合金的晶体结构为密排六方结构,室温下滑移系较少,塑形变形能力较差,塑性加工产品往往形成强基面织构,导致二次加工成本高。这极大地限制了镁合金薄板带材的应用。开发一种高塑性的镁合金薄板带的制备方法具有重要的意义。
[0004] 挤压加工是高性能镁合金薄板带的重要生产方式之一。目前,工业生产中镁合金的挤压变形工艺往往采用单向挤压变形,挤压温度通常为300 450℃,挤压比一般在10∶1~ ~100∶1,挤压速度通常为0.5 2m/min。为了防止与模具之间的温差而产生裂纹,常采用等温~
挤压。这种传统的单向挤压变形方法,极易产生强基面织构和带状组织,不利于后续轧制成型或二次成型。弱化基面织构成为提高镁合金二次成型性的重要方法。
[0005] 镁合金变形时的一个重要特点就是容易形成晶粒C轴垂直于压缩轴方向的织构。多向锻造变形时使镁合金依次沿着不同的方向进行压缩变形,变换了压缩轴方向,使得晶粒变形更加均匀,最终可以显著弱化基面织构并提高组织均匀性,从而改善二次成型性。而多向锻造变形的缺点是:在镁合金的边处由于应力状态不是三向压缩状态而易产生裂纹。

发明内容

[0006] 为克服现有镁合金板带材在挤压加工和多向锻造变形时存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种镁合金板带材的双向复合挤压模具及挤压成型方法。
[0007] 为实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:一种镁合金板带材的双向复合挤压模具:包括模具本体,模具本体的左端固定连接有挤压筒,模具本体内部由左端至右端沿其轴向依次设有对接连通的正面挤压通道、过渡通道、侧面挤压通道、出口通道,正面挤压通道左端与挤压筒的挤压腔对接连通,前述任意对接连通处两侧部件的横截面的形状相同且面积相等;正面挤压通道和侧面挤压通道的横截面均自左向右逐渐变小,挤压筒的挤压腔、过渡通道和出口通道的横截面均自左向右相等;
挤压筒的挤压腔的横截面与镁合金坯料的横截面的形状相同且面积相等,正面挤压通道右端、过渡通道、侧面挤压通道和出口通道的横截面均为倒圆角矩形。
[0008] 较好地,正面挤压通道的挤压比为1.5:1 30:1,侧面挤压通道的挤压比为1.04:1~ ~2:1,过渡通道的长度≤50mm。
[0009] 较好地,模具本体、挤压筒的横截面均自左向右相等且与镁合金坯料的横截面的形状相同。
[0010] 较好地,镁合金坯料的形状为圆柱形、扁锭形或长方体形。
[0011] 较好地,圆柱形镁合金坯料规格为:直径80 1000mm,长500 2000mm;扁锭形或长方~ ~体形镁合金坯料的规格为:厚1 50mm,宽80 1000mm,长500 2000mm。
~ ~ ~
[0012] 利用所述双向复合挤压模具挤压成型镁合金板带材的方法,包括下述步骤:步骤一:先将镁合金坯料加热到250 450℃,保温0.5 2h,同时加热模具本体和挤压筒,~ ~
模具本体和挤压筒等温且比镁合金坯料温度低0 30℃,模具本体和挤压筒加热后在挤压筒~
的挤压腔、正面挤压通道、过渡通道、侧面挤压通道、出口通道内均匀涂抹润滑剂
步骤二:镁合金坯料、模具本体和挤压筒都达到指定温度后,将镁合金坯料放入挤压筒的挤压腔中,从镁合金坯料的后端施加压力进行等速挤压,使镁合金坯料依次经过正面挤压通道、过渡通道、侧面挤压通道、出口通道,即得镁合金板带材。
[0013] 较好地,挤压速度为0.3 3m/min。~
[0014] 较好地,所述镁合金坯料为经均匀化处理的镁合金铸造坯料或其他热加工坯料。
[0015] 本发明中,所述横截面是指垂直于轴向(镁合金坯料前进方向)的截面。
[0016] 有益效果:1、本发明结合了挤压加工和多向锻造变形两者的优点,规避了它们的缺点,采用一种双向复合挤压模具及挤压成型方法,即依次通过正面挤压和侧面挤压变形,来弱化基面织构并提高组织均匀性,从而制备高塑性镁合金板带材(伸长率高于18%),显著提高其二次成型和后续轧制成型性;
2、本发明挤压成型方法简单,所用设备易于移植和操作,成本低,适于工业化生产,进而可扩大镁合金板材的应用。
附图说明
[0017] 图1:使用状态下,本发明双向复合挤压模具的纵剖视图;图2:使用状态下,本发明双向复合挤压模具的横剖视图;
图3:镁合金坯料的形状为圆柱形时,本发明双向复合挤压模具的左剖视图;
图4:镁合金坯料的形状为扁锭形时,本发明双向复合挤压模具的左剖视图;
图5:镁合金坯料的形状为长方体形时,本发明双向复合挤压模具的左剖视图;
其中,附图标记为:1-液压机压杆,2-挤压筒,3-镁合金坯料,4-模具本体,5-正面挤压通道,6-过渡通道,7-侧面挤压通道,8-出口通道。

具体实施方式

[0018] 下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细介绍,但本发明的保护范围并不局限于此。
[0019] 实施例1以镁合金坯料的形状为圆柱形(直径500mm,长1000mm)为例。
[0020] 如图1 3所示,一种镁合金板带材的双向复合挤压模具:包括圆柱形模具本体4,模~具本体4的左端固定连接有圆柱形挤压筒2,模具本体4内部由左端至右端沿其轴向依次设有对接连通的正面挤压通道5、过渡通道6、侧面挤压通道7、出口通道8,正面挤压通道5左端与挤压筒2的挤压腔对接连通,前述任意对接连通处两侧部件的横截面的形状相同且面积相等;正面挤压通道5和侧面挤压通道7的横截面均自左向右逐渐变小,挤压筒2的挤压腔、过渡通道6和出口通道8的横截面均自左向右相等;挤压筒2的挤压腔和正面挤压通道5左端的横截面形状均为圆形、横截面面积均与镁合金坯料3的横截面面积相等,正面挤压通道5右端、过渡通道6、侧面挤压通道7和出口通道8的横截面均为倒圆角矩形,并且过渡通道6的横截面面积>出口通道8的横截面面积,出口通道8的横截面面积=目标镁合金板带材的横截面面积。其中,正面挤压通道5的挤压比为8:1,侧面挤压通道7的挤压比为1.5:1,过渡通道6的长度为50mm。
[0021] 利用所述双向复合挤压模具挤压成型镁合金板带材的方法,包括下述步骤:步骤一:先将经均匀化处理的镁合金坯料3(镁合金铸造坯料)加热到350℃,保温1h,同时加热模具本体4和挤压筒2,模具本体4和挤压筒2等温且比镁合金坯料温度低20℃,模具本体4和和挤压筒2加热后在挤压筒2的挤压腔、正面挤压通道5、过渡通道6、侧面挤压通道
7、出口通道8内均匀涂抹润滑剂;
步骤二:镁合金坯料3(镁合金铸造坯料)、模具本体4和挤压筒2都达到指定温度后,将镁合金坯料3(镁合金铸造坯料)放入挤压筒2的挤压腔中,从镁合金坯料3(镁合金铸造坯料)的后端利用液压机压杆1(形状为圆柱形)进行等速挤压(挤压速度为1.5m/min),使镁合金坯料3(镁合金铸造坯料)依次经过正面挤压通道5、过渡通道6、侧面挤压通道7、出口通道
8,实现正面挤压变形和侧面挤压变形而得镁合金板带材。
[0022] 利用上述双向复合挤压模具成型不同类型镁合金所得板带材的伸长率测试结果见表1。
[0023] 由表1可以看出:本发明采用双向复合挤压模具及挤压成型方法,即依次通过正面挤压和侧面挤压变形,可以弱化基面织构并提高组织均匀性,从而制备出高塑性镁合金板带材,伸长率高于18%,显著提高其二次成型和后续轧制成型性。
[0024] 实施例2与实施例1的区别在于:镁合金坯料3的形状为扁锭形,模具本体4、挤压筒2、挤压筒2的挤压腔、液压机压杆1的形状均为扁锭形,正面挤压通道5左端的形状也随镁合金坯料的形状而发生相应的改变,本例双向复合挤压模具的结构如图1、2、4所示。
[0025] 实施例3与实施例1的区别在于:镁合金坯料3的形状为长方体形,模具本体4、挤压筒2、挤压筒2的挤压腔、液压机压杆1的形状均为长方体形,正面挤压通道5左端的形状也随镁合金坯料的形状而发生相应的改变,本例双向复合挤压模具的结构如图1、2、5所示。
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