[发明专利]一种Zn-Al-Ti合金管材的连续挤压工艺

说明书

技术领域

本发明属于金属材料与成形技术领域，具体涉及一种Zn-Al-Ti合金管材的连续挤压工艺。

背景技术

锌合金是以锌为基体加入其它元素生产的有色合金材料。由于锌和多数锌合金具有密排六方(hcp)晶体结构，滑移系少，在室温塑性变形时，只有基面滑移系能够启动，流动性和可焊性不好，实现其塑性成形相当困难。近年来，通过轧制、加热挤压和拉拔可以生产锌及锌合金板、棒、丝材，并已大量应用于电池壳、阳极板、印刷板和计算机、打印机零件、通讯、桥梁、高速公路护栏、船舶制造等技术领域。

而锌合金管未实现其广泛的应用价值，主要是受到其加工制备技术的限制。锌合金管一般采用热变形方式成形，如热挤压、热轧制等。在热变形条件下，锌合金的锥面滑移系和柱面滑移系都能得到启动；且锌合金层错能较低，在热变形中很容易发生动态再结晶，形成细小的动态再结晶晶粒，因此塑性变形能力得到显著改善。但采用常规的热穿孔挤压方法生产高强锌合金无缝管材的工艺仍然比较复杂，其挤压速度远远低于黄铜管；且穿孔力大，耗能高，模具使用寿命低；尤其挤压缩尾非常严重，挤压成材率很低。

Conform连续挤压是一种加工有色金属材料的高效率短流程技术，其技术原理是：通过槽轮的连续运动实现挤压筒的无限工作长度；坯料无需加热，依靠滚轮摩擦生热升温；变形力由与坯料相接触的挤压轮运动所施加的摩擦力提供，由此实现连续的挤压成形。与传统正、反挤压方式相比较，连续挤压技术具有以下优点：由于挤压腔与坯料之间的摩擦大部分得到有效利用，挤压变形的能耗大大降低；可以省略常规热挤压中坯料的加热工序，通过有效利用摩擦发热而节省能耗；可以实现真正意义上的无间断连续生产，获得长度达到数千米乃至更长的成卷制品，生产效率高，能够产生丰厚的经济效益；流变固态挤压的动态再结晶晶粒更加细小均匀；不存在缩尾问题，没有压余，材料利用率高。

然而，连续挤压成形的管材属于有缝管。采用Conform连续挤压加工管材时，坯料一般将被分为2-4股挤入模腔，然后在一定温度和压力下，几股金属在模具焊合室内又被重新焊合成整体，挤出模口，形成有缝管。挤制管材的纵面上将留下几条纵向焊缝。焊缝的存在不仅会降低管材的力学性能，而且影响其耐腐蚀性。纵向焊缝的形成是个非常复杂的过程，被挤压金属本身的焊合性能，以及在模具中的流变行为、焊合面上的接触压力、变形温度、焊合时间、应变速率等热力学条件都将影响固态焊合过程的进行，并影响最终形成的纵向焊缝质量。因此，要实现Zn-Al-Ti合金管的连续高效挤压成形，必须采用合理的挤压工艺与挤压模具。

由于锌合金的变形抗力比较大，可焊性较差，若采用现有技术连续挤压成形，极易出现焊合不良的现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种促进良好焊合、成材率高的Zn-Al-Ti合金管材的连续挤压工艺。

本发明提供一种Zn-Al-Ti合金管材的连续挤压工艺，包括下述步骤：配料，水平连铸成圆杆坯，Conform连续挤压成圆杆，将得到的圆杆经Conform连续挤压成圆管。

作为改进，本发明的Zn-Al-Ti合金管材的连续挤压工艺，包括如下步骤：

（1）配料，水平连铸成Zn-Al-Ti圆杆坯；

（2）将制得的Zn-Al-Ti合金圆杆坯进行表面清洗和干燥后，送入旋转式连续挤压机内Conform连续挤压成Zn-Al-Ti合金圆杆，挤压轮直径为260～320mm，挤压轮转速为8～15转/分钟，挤压轮面与槽封块弧面之间的接触长度220mm～300mm，运转间隙小于0.3mm，使挤压出口锌杆的温度在250℃～310℃；

（3）将上述制得的Zn-Al-Ti合金挤压杆送入旋转式连续挤压机内进行第二次挤压，挤制出Zn-Al-Ti合金管；控制挤压轮面与槽封块弧面之间的接触长度为220mm～300mm，运转间隙小于0.3mm，挤压轮直径为260～320mm，挤压轮转速为4～10转/分钟，使挤压出口的锌管温度达到250～310℃；挤压模具采用阶梯型模口结构。

作为进一步改进，上述步骤（1）中的Zn-Al-Ti圆杆坯直径为8～12mm，步骤（2）中Zn-Al-Ti合金圆杆直径为8～15mm。

作为进一步改进，上述步骤（3）中的Zn-Al-Ti合金管外径为8～16mm，壁厚为1～2mm。

作为进一步改进，步骤（3）中的挤压模具模口台阶为1mm×1.5mm，模孔入口圆角r=0.3～0.5mm。