[发明专利]一种增强镁合金管材的往复反挤压加工方法

说明书

本发明涉及镁合金管材的性能增强及加工方法的改进，具体涉及一种增强镁合金管材的往复反挤压加工方法。本发明通过新型往复反挤压加工方法，在立式液压挤压机上，在模具型腔内、加热状态下，对镁合金管材进行往复反挤压，镁合管材在往复反挤压过程中壁厚保持不变，发生等截面转角变形，管材向相反方向流动，内径与外径发生变化，通过累积变形实现镁合金管材的剧烈塑性变形，使晶粒组织细化、致密，以增强镁合金管材的性能，扩大镁合金管材的应用领域与应用范围。

技术领域

本发明涉及镁合金管材的性能增强及加工方法的改进，具体涉及一种增强镁合金管材的往复反挤压加工方法，属于有色金属塑性加工与增强力学性能的技术领域。

背景技术

镁合金是目前可应用的最轻金属结构材料，纯镁的密度为1.74g/cm³，约为铝合金的2/3，钢的1/4。镁合金由于在节能减排、轻量化等方面具有显著的作用，所以其在航空航天、国防军工、交通运输、机械、电子等工业领域具有广阔的应用前景。然而，镁合金为密排六方结构，独立滑移系少，这导致其强度相对较低、室温塑性较差，所以镁合金的高端与广泛应用受到很大的限制。因此，必须增强镁合金材料的性能才能进一步拓展其应用领域与应用范围。

剧烈塑性变形技术（简称SPD）常被应用于增强镁合金的性能，这是由于剧烈塑性变形技术能有效地细化金属材料的晶粒组织，甚至可将晶粒细化至纳米尺度。目前，应用较为广泛的剧烈塑性变形技术包括往复挤压（CEC）、等通道转角挤压（ECAE）、累积叠轧（ARB）、高压扭转（HPT）等。这些剧烈塑性变形技术各有特点，例如往复挤压能制备组织均匀的大体积超细晶粒材料，但目前往复挤压技术多数仅能制备块体材料，其应用范围受限；等通道转角挤压是细化晶粒的有效方式之一，在挤压时试样形状、尺寸始终保持不变，反复挤压可累积较大变形，然而其一次挤压仅能获得最大应变约为1的变形，单次挤压变形量小；累积叠轧也能细化材料的晶粒组织，但其会导致材料的塑性下降；高压扭转可制备纳米晶组织的材料，但其所制备的试样组织不均匀，而且仅能用于制备薄片状试样且尺寸受限。总之，这些剧烈塑性变形方法在技术上存在很多缺陷与弊端。

发明内容

针对背景技术情况，本发明的目的是提供一种制备增强型镁合金管材的往复反挤压加工方法。本发明通过新型往复反挤压加工方法，在立式液压挤压机上，在模具型腔内、加热状态下，对镁合金管材进行往复反挤压，镁合管材在往复反挤压过程中壁厚保持不变，发生等截面转角变形，管材向相反方向流动，内径与外径发生变化，通过累积变形实现镁合金管材的剧烈塑性变形，使晶粒组织细化、致密，以增强镁合金管材的性能，扩大镁合金管材的应用领域与应用范围。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种增强镁合金管材的往复反挤压加工方法，采用如下步骤：

（1）精选材料、化学试剂

镁合金管材坯料：固态固体；

砂纸：固态固体；

高温石墨：固态粉末；

无水乙醇：液态液体；

丙酮：液态液体。

（2）预处理镁合金管材坯料

①利用800目砂纸打磨镁合金管材坯料的内、外表面，去除氧化层、油污等，然后利用2000目砂纸对管材坯料内、外表面进行打磨，使表面清洁、光滑；

②按体积比1：1的比例分别称取无水乙醇与丙酮溶液，将两种溶液倒入清洗槽内，用玻璃棒搅拌混合均匀，配制成无水乙醇＋丙酮混合液；

③把装有混合液的清洗槽放入超声波清洗机内，将打磨后的镁合金管材坯料置于无水乙醇＋丙酮混合液中，保证坯料完全浸没在混合溶液中，开启超声波清洗机进行震动洗涤，时间为0.5小时至3小时；

④超声波震动洗涤后取出镁合金管材坯料，将其放在干燥架上，用吹风机吹干镁合金管材坯料的内、外表面。