一种增强型镁铝层状复合管材的加工方法

摘要

本发明涉及复合管材增强及加工方法的改进，具体涉及一种增强型镁铝层状复合管材的加工方法。本发明方法有效利用镁合金轻质与铝合金耐腐蚀、塑性高的优势，通过管壁等径往复挤压细化晶粒组织，推进一次更可实现两次塑性变形，循环往复引入剧烈塑性变形，从而有效地细化晶粒组织、提高强度，镁铝层通过冶金反应实现结合，获得具有优异综合性能的增强型镁铝层状复合管材，扩大镁合金的应用范围。

主权项

一种增强型镁铝层状复合管材的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）精选材料、化学试剂镁合金管：固态固体；铝合金管：固态固体；砂纸: 固态固体；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①用砂纸对镁合金管的内、外表面进行打磨，使表面清洁、光滑；②按体积比5:4量取丙酮和无水乙醇，加入清洗槽内，搅拌混合，配置成丙酮＋无水乙醇混合液；③将镁合金管浸泡于丙酮＋无水乙醇混合液中进行洗涤，时间为30min；④浸泡洗涤后将镁合金管取出，置于干燥架上用吹风机吹干；（3）预处理铝合金管①用砂纸对铝合金管的内、外表面进行打磨，使表面清洁、光滑；②按体积比5:4量取丙酮和无水乙醇，加入清洗槽内，搅拌混合，配置成丙酮＋无水乙醇混合液；③将铝合金管浸泡于丙酮＋无水乙醇混合液中进行洗涤，时间为30min；④浸泡洗涤后将铝合金管取出，置于干燥架上用吹风机吹干；（4）预热镁合金管、铝合金管将镁合金管嵌套于两个铝合金管中间组成镁铝层状管材坯料（27），然后置于预热炉中预热，预热温度为250℃‑500℃，达到预热温度时保温0.5h‑3h；（5）管壁等径往复挤压镁铝层状管材镁铝层状管材坯料（27）的管壁等径往复挤压是在卧式液压往复挤压机上进行的，是在管壁等径往复挤压筒形模具和左、右挤压伸缩压头的作用下完成的；所述管壁等径往复挤压筒形模具包括挤压筒模具（26）和挤压杆（19）；①制备管壁等径往复挤压模具挤压筒模具（26）用4Cr5MoSiV材料制备，呈圆筒形，内径为20‑60mm，厚度为30‑80mm，模具型腔表面粗糙度为Ra0.16‑0.32μm；挤压杆（19）用4Cr5MoSiV1材料制备，呈与挤压筒模具（26）相配的圆柱形，直径为16‑52mm，挤压杆（19）中部设置有至少两个圆环状凸起（28），凸起高度为1‑2mm，挤压杆（19）表面粗糙度为Ra0.08‑0.16μm；②固定管壁等径往复挤压筒形模具将挤压筒模具（26）置于卧式液压往复挤压机的模具固定架内，并置于加热套（25）内；③开启加热套（25），加热管壁等径往复挤压筒形模具，加热温度预设为250℃~500℃，达到预设温度时保温0.5h；④置放镁铝层状管材坯料在预热后的镁铝层状管材坯料（27）内表面涂抹石墨以润滑，并将其置于挤压筒模具（26）内；在具有圆环状凸起（28）的挤压杆（19）表面涂抹石墨以润滑，并将其伸入挤压筒模具（26）的模腔内，接触镁铝层状管材坯料（27）；再次进行保温，保温温度250~500℃，保温时间为0.5h；⑤开启左挤压伸缩压头（17），使挤压杆（19）右行，对预先置于挤压筒模具（26）模腔内的镁铝层状管材坯料（27）进行挤压，镁铝层状管材坯料（27）在挤压筒模具（26）模腔内体积保持不变，在挤压杆（19）的圆环状凸起（28）的作用下发生塑性变形，镁铝层通过塑性变形、冶金反应而实现结合，当挤压杆（19）左端完全进入挤压筒模具（26）时，停止推进，实现两次塑性变形，完成一道次挤压；⑥开启右挤压伸缩压头（18），使挤压杆（19）左行，当挤压杆（19）右端完全进入挤压筒模具（26）时，停止推进，完成二道次挤压；⑦重复上述步骤⑤和步骤⑥至少2次实现镁铝层状管材坯料（27）的连续管壁等径往复挤压加工，往复挤压加工累积变形而达到剧烈塑性变形的目的，有效地细化晶粒组织、提高强度，从而获得增强型镁铝层状复合管材；⑧挤压完毕后，关闭加热套（25），关闭左、右挤压伸缩压头，取出增强型镁铝层状复合管材，使之在空气中冷却；（6）打磨、洁净处理切除增强型镁铝层状复合管材的废料，并用砂纸对其内外表面进行打磨，然后用丙酮与无水乙醇按体积比5:4配制的混合液进行清洗，使其洁净，最后置于干燥架上用吹风机吹干。