一种铁包镁的等通道转角挤压方法
专利汇可以提供一种铁包镁的等通道转角挤压方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 铁 包镁的等通道转 角 挤压 方法，是针对镁的强度低、塑性成形性差的情况，采用 铜 模吸铸法，制成铁包镁组合体，在室温25℃下等通道转角挤压，中温 退火 ，细化镁晶粒组织，此制备工艺方法先进，数据翔实准确，铁包镁组合体有机结合，镁晶粒细化至200nm，致密性好，扩大了镁的使用范围，是十分理想的镁的室温大塑性 变形 方法。，下面是一种铁包镁的等通道转角挤压方法专利的具体信息内容。
1.一种铁包镁的等通道转角挤压方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：镁块、铁
3
块、丙酮、凡士林、石墨、氩气、砂纸，其组合准备用量如下：以克、毫升、毫米、厘米 为计量单位
制备方法如下：
（1）精选化学物质材料
对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：
（2）制备开合式吸铸模具
开合式吸铸模具用铜材料制作，模具型腔尺寸为10.5mm×10.5mm×80mm，型腔表面粗糙度Ra0.16-0.32μm；
（3）制备铁套
①退火，将铁块置于退火炉中退火，退火温度为600℃，退火时间为60min；
②打磨，将铁块置于钢质平板上，对铁块六面用砂纸进行打磨，使各面互相垂直、光洁；
③钻孔，将铁块垂直置于钻机上，在铁块中心部位进行垂直钻孔，孔型尺寸为
（4）铜模吸铸，制备铁包镁组合体
铁包镁组合体的制备是在真空感应熔炼炉上进行的，是用铜模吸铸法，经抽真空、输入氩气、熔炼镁液、负压吸入铜模，制成铁包镁组合体；
①将熔炼炉的真空室与真空泵、氩气瓶相连接；
②将熔炼坩埚垂直置于熔炼炉内，将镁块装入熔炼坩埚内；
③将铜模具置于熔炼炉上部，将铁套垂直装入铜模具内；
④将负压控制器装在铜模具上部；
⑤开启真空泵，抽取真空室、熔炼炉、铜模具内的空气，使各室内压强恒定保持在1Pa；
3
⑥输入氩气，开启氩气瓶，向真空室、熔炼炉、铜模具内输入氩气，氩气输入速率80cm/min，使各室内压强恒保持在0.1MPa；
⑦开启高频感应加热机，加热管，加热熔炼炉熔炼坩埚内的镁块，加热温度
650℃±5℃，加热时间3min，加热后成熔液；
⑧开启熔炼炉上部的负压控制器，通过吸管将熔炼坩埚内的镁液吸入铜模具内的铁套内；
⑨关闭高频感应加热机、氩气瓶，停止加热，停止输氩气；使铁套内的镁熔液随炉冷却至25℃，成铁包镁组合体铸件；
⑩开模，开启开合式铜模具，取出铁包镁组合体铸件；
（5）等通道转角挤压
铁包镁组合体的等通道转角挤压是在立式挤压机上进行的，是在等通道转角挤压模具内完成的；
①制备等通道转角挤压模具，等通道转角挤压模具用铬钨锰工具钢制作，型腔为矩形，型腔通道为90°角垂直通道，型腔表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm；
②制备等通道转角挤压棒，等通道转角挤压棒用铬钨锰工具钢制作，外形为矩形，表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm；
③配制润滑剂，称取凡士林100mL、石墨粉100g，置于烧杯中，搅拌成润滑剂；
④修整打磨铁包镁组合体，将铁包镁组合体置于钢质平板上，修整打磨铁包镁组合体周边，使表面光洁；
⑤将等通道转角挤压模具垂直安装在立式挤压机上，并固定；
⑥将铁包镁组合体表面均匀涂抹润滑剂1mL；
⑦将铁包镁组合体垂直置于模具型腔内；
⑧将矩形挤压棒垂直对准模具型腔内的铁包镁组合体，并缓慢施压，施压压强为
800MPa；
铁包镁组合体在挤压棒压力下，在模具型腔内进行塑性变形，由垂直通道压入，横通道挤出，即完成了第一道次挤压；
铁包镁组合体的等通道转角挤压重复进行七道次；
（6）中温退火处理
将七道次等通道转角挤压的铁包镁组合体置于退火炉中，进行中温退火，退火温度
150℃，退火时间60min；
（7）打磨，将退火的铁包镁组合体用砂纸打磨，并用丙酮清洗，使表面洁净；
（8）检测、分析、表征
对制备的铁包镁组合体的形貌、色泽、化学物理性能进行检测、分析、表征；
用金相显微镜进行形貌观察；
用扫描电子显微镜进行微观组织分析；
结论：经铜模吸铸、等通道转角挤压的铁包镁组合体为灰色矩形块状，外部为铁，内部为镁，呈包覆状，铁镁有机结合，镁晶粒细化至200nm，致密性好。
2.根据权利要求1所述的一种铁包镁的等通道转角挤压方法，其特征在于：铁包镁组合体的制备是在真空感应熔炼炉上进行的，是用铜模吸铸法，经抽真空、输入氩气、熔炼镁液、负压吸入铜模制成铁包镁组合体；
真空感应熔炼炉为立式，炉架（1）下部为炉座（2），炉架（1）与炉座（2）之间有左立柱（3）、右立柱（4）组成支撑架；在炉架（1）的中间部位设置石英炉体（5），石英炉体（5）内下部设有气孔（26）、熔炼坩埚（7），熔炼坩埚（7）内为镁液（8），石英炉体（5）内由氩气充填，在石英炉体（5）外部设有外水循环冷却管（6）；石英炉体（5）的上部设有铜模具（17），铜模具（17）内下部设有垫块（18），吸管（26），电磁开关阀（19），在垫块（18）上部装有铁套（20），铁套（20）内为镁液（8），铜模具（17）内由氩气（16）充填，在铜模具（17）上部由模具盖（21）封盖并密闭，模具盖（21）上部设有负压控制器（22）；在石英炉体（5）的下部联接真空室（9），真空室（9）右上部设有氩气管（14）、氩气阀（15），并联接氩气瓶（13）；真空室（9）右下部设有真空管（11）、真空阀（12），并联接真空泵（10）；真空室（9）底部设有加热管（24），并联接立式感应加热机（23）。
3.根据权利要求1所述的一种铁包镁的等通道转角挤压方法，其特征在于：铁包镁组合体的等通道转角挤压是在立式挤压机上进行的，是在等通道转角挤压模具内完成的；
等通道转角挤压模具为矩形，在等通道转角挤压模具（27）内设有L形挤压通道（28），L形挤压通道（28）的竖通道内垂直放置铁包镁组合体（30），在铁包镁组合体上部设置挤压棒（29），通过挤压棒（29）的垂直挤压，铁包镁组合体（30）进行塑性变形，并由L形挤压通道（28）的横通道挤出，从而完成了一个道次的挤压；等通道转角挤压可重复进行七次。
一种铁包镁的等通道转角挤压方法
技术领域
背景技术
发明内容
3
备用量如下：以克、毫升、毫米、厘米 为计量单位
镁块：Mg 15.5g 0.01g
铁块：Fe 10mm×10mm×67mm 52.8g 0.01 g
丙酮：C3H6O 500mL 10mL
凡士林： 1000mL 10mL
石墨：C 100g 1g
3 3
氩气：Ar 50000cm 100cm
砂纸：SiC 300目 200mm×0.5mm×300mm 3张
制备方法如下：
（1）精选化学物质材料
对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：
镁块：固态固体 99.5％
铁块：固态固体 99.5％
丙酮：液态液体 99.5％
凡士林：液态液体 98.5％
石墨：固态粉体 98.5%
氩气：气态气体 98.5％
砂纸：固态纸状
（2）制备开合式吸铸模具
开合式吸铸模具用铜材料制作，模具型腔尺寸为10.5mm×10.5mm×80mm，型腔表面粗
糙度Ra0.16-0.32μm；
（3）制备铁套
① 退火，将铁块置于退火炉中退火，退火温度为600℃，退火时间为60 min；
② 打磨，将铁块置于钢质平板上，对铁块六面用砂纸进行打磨，使各面互相垂直、光洁；
③ 钻孔，将铁块垂直置于钻机上，在铁块中心部位进行垂直钻孔，孔型尺寸为
Ø8mm×65mm；
（4）铜模吸铸，制备铁包镁组合体
铁包镁组合体的制备是在真空感应熔炼炉上进行的，是用铜模吸铸法，经抽真空、输入氩气、熔炼镁液、负压吸入铜模，制成铁包镁组合体；
① 将熔炼炉的真空室与真空泵、氩气瓶相连接；
② 将熔炼坩埚垂直置于熔炼炉内，将镁块装入熔炼坩埚内；
③ 将铜模具置于熔炼炉上部，将铁套垂直装入铜模具内；
将负压控制器装在铜模具上部；
开启真空泵，抽取真空室、熔炼炉、铜模具内的空气，使各室内压强恒定保持在1Pa；
⑥ 输入氩气，开启氩气瓶，向真空室、熔炼炉、铜模具内输入氩气，氩气输入速率
80cm3/min，使各室内压强恒保持在0.1MPa；
⑦ 开启高频感应加热机、加热管，加热熔炼炉熔炼坩埚内的镁块，加热温度
650℃±5℃，加热时间3min，加热后成熔液；
开启熔炼炉上部的负压控制器，通过吸管将熔炼坩埚内的镁液吸入铜模具内的铁
套内；
关闭高频感应加热机、氩气瓶，停止加热，停止输氩气；使铁套内的镁熔液随炉冷却至25℃，成铁包镁组合体铸件；
开模，开启开合式铜模具，取出铁包镁组合体铸件；
（5）等通道转角挤压
铁包镁组合体的等通道转角挤压是在立式挤压机上进行的，是在等通道转角挤压模具内完成的；
① 制备等通道转角挤压模具，等通道转角挤压模具用铬钨锰工具钢制作，型腔为矩形，型腔通道为90º角垂直通道，型腔表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm；
② 制备等通道转角挤压棒，等通道转角挤压棒用铬钨锰工具钢制作，外形为矩形，表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm；
③ 配制润滑剂，称取凡士林100mL、石墨粉100g，置于烧杯中，搅拌成润滑剂；
④ 修整打磨铁包镁组合体，将铁包镁组合体置于钢质平板上，修整打磨铁包镁组合体周边，使表面光洁；
⑤ 将等通道转角挤压模具垂直安装在立式挤压机上，并固定；
⑥ 将铁包镁组合体表面均匀涂抹润滑剂1mL；
⑦ 将铁包镁组合体垂直置于模具型腔内；
⑧ 将矩形挤压棒垂直对准模具型腔内的铁包镁组合体，缓慢施压，施压压强为
800MPa；
铁包镁组合体在挤压棒压力下，在模具型腔内进行塑性变形，由垂直通道压入，横通道挤出，即完成了第一道次挤压；
铁包镁组合体的等通道转角挤压重复进行七道次；
（6）中温退火处理
将七道次等通道转角挤压的铁包镁组合体置于退火炉中，进行中温退火，退火温度
150℃，退火时间60 min；
（7）打磨，将退火的铁包镁组合体用砂纸打磨，并用丙酮清洗，使表面洁净；
（8）检测、分析、表征
对制备的铁包镁组合体的形貌、色泽、化学物理性能进行检测、分析、表征；
用数码照相机进行形貌观察；
用扫描电子显微镜进行微观组织分析；
结论：经铜模吸铸、等通道转角挤压的铁包镁组合体为灰色矩形块状，外部为铁，内部为镁，呈包覆状，铁镁有机结合，镁晶粒细化至200nm，致密性好。
况，采用铜模吸铸法，制成铁包镁组合体，在室温25℃下等通道转角挤压，中温退火，细化镁晶粒组织，此制备工艺方法先进，数据翔实准确，铁包镁组合体有机结合，镁晶粒细化至
200nm，致密性好，扩大了镁的使用范围，是十分理想的镁的室温大塑性变形方法。
附图说明
图3为铁包镁组合体等通道转角挤压后纵切面形貌图
图4 为铁包镁组合体等通道转角挤压后镁的扫描组织图
图中所示，附图标记清单如下：
1、炉架，2、炉座，3、左立柱，4、右立柱，5、石英炉体，6、外水循环冷却管，7、熔炼坩埚，8、镁液，9、真空室，10、真空泵，11、真空管，12、真空阀，13、氩气瓶，14、氩气管，15、氩气阀，16、氩气，17、铜模具，18、垫块，19、电磁开关阀，20、铁套，21、模具盖，22、负压控制器，23、高频感应加热机，24、加热管，25、气孔，26、吸管，27、等通道转角挤压模具，28、L形挤压通道，29、挤压棒，30、铁包镁组合体。
具体实施方式
4组成支撑架；在炉架1的中间部位设置石英炉体5，石英炉体5内下部设有气孔25、熔炼坩埚7，熔炼坩埚7内为镁液8，石英炉体5内由氩气16充填，在石英炉体5外部设有外水循环冷却管6；石英炉体5的上部设有铜模具17，铜模具17内下部设有垫块18、吸管26、电磁开关阀19，在垫块18上部装有铁套20，铁套20内为镁液8，铜模具17内由氩气16充填，在铜模具17上部由模具盖21封盖并密闭，模具盖21上部设有负压控制器22；在石英炉体
5的下部通过气孔25联接真空室9，真空室9右上部设有氩气管14、氩气阀15，并联接氩气瓶13；真空室9右下部设有真空管11、真空阀12，并联接真空泵10；真空室9底部设有加热管24，并联接高频感应加热机23。
挤压通道28的竖通道内垂直放置铁包镁组合体30，在铁包镁组合体上部垂直设置挤压棒
29，通过挤压棒29的垂直挤压，铁包镁组合体30进行塑性变形，并由L形挤压通道28的横通道挤出，从而完成了一个道次的挤压；等通道转角挤压可重复进行七次。
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