[发明专利]一种增强镁合金管材的往复反挤压加工方法

摘要

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。

主权项

1.一种增强镁合金管材的往复反挤压加工方法，其特征在于，采用如下步骤 ：（1）精选镁合金管材坯料、高温石墨以及用于预处理的化学试剂（2）预处理镁合金管材坯料（3）预热镁合金管材坯料开启通入氩气的加热炉，预设温度为260℃至550℃，温度升高至预设温度时，把镁合金管材坯料（22）放入加热炉内，保温0.3小时至6小时；（4）往复反挤压镁合金管材坯料镁合金管材坯料（22）的往复反挤压加工是在立式液压挤压机上进行的，是在加热的往复反挤压凹模模具（13）内、固定挤压环模具（20）、往复反挤压凸模模具（14）与挤压环模具（21）的作用下完成的；①制备往复反挤压模具往复反挤压凹模模具（13）用Cr12MoV材料制备，模腔呈圆筒形，内径为30‑50mm，圆筒壁厚为30‑70mm，模腔内表面光滑，模腔内表面粗糙度为Ra0.08‑0.32μm；往复反挤压凹模模具（13）包括水平圆形法兰和连接在水平圆形法兰下方的竖直圆筒；往复反挤压凹模模具（13）底部设置直径为20‑40mm的圆孔，以通过往复反挤压凸模摸具（14）；固定挤压环模具（20）用3Cr2W8V材料制备，横截面呈圆环形，内径为22‑42mm，外径为26‑46mm，壁厚为2mm；固定挤压环模具（20）包括水平圆形法兰和连接在水平圆形法兰下方的竖直圆筒；沿水平圆形法兰等径方向等间隔设置有4个月牙形孔，以通过挤压环伸缩压头（19）；固定挤压环模具（20）的水平圆形法兰固定于往复反挤压凹模模具（13）上方的水平圆形法兰上，其竖直圆筒向下伸入往复反挤压凹模模具（13）的模腔并与模腔内壁之间形成截面呈圆环形的外部挤压通道（28）；固定挤压环模具（20）下端与往复反挤压凹模模具（13）的底部之间形成下部挤压通道；固定挤压环模具（20）表面粗糙度为Ra0.08‑0.32μm；挤压环模具（21）用3Cr2W8V材料制备，横截面呈圆环形，内径为26‑46mm，外径为30‑50mm，壁厚为2mm；挤压环模具（21）表面粗糙度为Ra0.08‑0.32μm；往复反挤压凸模模具（14）用3Cr2W8V材料制备，呈圆柱形，其上半部分直径为22‑42mm，下半部分直径为20‑40mm；往复反挤压凸模模具（14）下半部分与固定挤压环模具（20）下方的竖直圆筒内壁之间形成内部挤压通道（27）；往复反挤压凸模模具（14）表面粗糙度为Ra0.08‑0.32μm；②固定往复反挤压模具在往复反挤压凹模模具（13）模腔内表面、固定挤压环模具（20）表面、挤压环模具（21）表面与往复反挤压凸模模具（14）表面涂抹高温石墨以润滑，将挤压环模具（21）置于往复反挤压凹模模具（13）模腔内，通过连接螺栓（15）将往复反挤压凹模模具（13）与固定挤压环模具（20）连接起来，将连接好的挤压模具安装于立式液压挤压机的模具固定支架（11）内，并置于加热套（12）内，将往复反挤压凸模模具（14）伸入往复反挤压凹模模具（13）模腔内，往复反挤压凸模模具（14）由位于立式液压挤压机顶部的挤压凸模伸缩压头（18）控制运动，固定挤压环模具（20）由位于立式液压挤压机顶部且穿过月牙形孔的挤压环伸缩压头（19）控制运动；③开启加热套（12），加热往复反挤压模具，加热温度预设为260℃至550℃，达到预设温度时保温0.3小时至6小时；④置放镁合金管材坯料在预热后的镁合金管材坯料（22）表面涂抹高温石墨以润滑，退出往复反挤压凸模模具（14），将镁合金管材坯料（22）置于往复反挤压凹模模具（13）内，与固定挤压环模具（20）接触，将往复反挤压凸模模具（14）伸入往复反挤压凹模模具（13）模腔内，接触镁合金管材坯料（22）；再次进行保温，保温时间为0.3小时至6小时；⑤操纵挤压凸模伸缩压头（18）使往复反挤压凸模模具（14）下行，以往复反挤压凸模模具（14）为主压对预先置于模具模腔内的镁合金管材坯料（22）进行挤压，镁合金管材坯料（22）在固定挤压环模具（20）的作用下向四周流动，并在固定挤压环模具（20）的入口处产生一次等截面转角挤压变形；在往复反挤压凸模模具（14）为主压的作用下，镁合金管材坯料（22）继续向前流动，在固定挤压环模具（20）出口处产生第二次等截面转角挤压变形；当镁合金管材坯料（22）接触到挤压环模具（21）时，操纵挤压环伸缩压头（19）下向移动顶住挤压环模具（21），通过挤压环模具（21）对镁合金管材坯料（22）施加背压；镁合金管材坯料（22）的直径逐渐从小变大，当往复反挤压凸模模具（14）的较大直径部分行至往复反挤压凹模模具（13）模腔底部时，主压与背压发生变换；挤压环模具（21）对镁合金管材坯料（22）施加主压，往复反挤压凸模模具（14）施加背压，镁合金管材坯料（22）在固定挤压环模具（20）出口处产生第三次等截面转角挤压变形，在固定挤压环模具（20）入口处产生第四次等截面转角挤压变形；镁合金管材坯料（22）的直径逐渐从大变小，恢复到原始尺寸，当挤压环模具（21）行至往复反挤压凹模模具（13）模腔底部时，完成一道次往复反挤压变形；循环往复反挤压变形若干次，实现镁合金管材坯料（22）的往复连续反挤压加工，从而获得增强型镁合金管材；⑥循环往复反挤压变形若干次，实现镁合金管材的连续往复反挤压加工；⑦完成往复反挤压加工后，停机，停止加热，使镁合金管材在往复反挤压模具内静置两分钟；⑧退出往复反挤压凸模模具（14）、固定挤压环模具（20）与挤压环模具（21），取出往复反挤压后的增强型镁合金管材，在空气中冷却至室温；（5）打磨、洁净处理切除往复反挤压后的增强型镁合金管材的废料，打磨、超声清洗、干燥，得到最终产品。