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鎂合金絲擠壓成形和拉拔成形的工藝研究

來源:admin 發布日期:2015-03-31 11:23 瀏覽:

目前,變形鎂合金絲成形工藝的研究主要集中在擠壓成形工藝、拉拔成形工藝兩個方面。

1、鎂合金絲擠壓成形工藝

擠壓是坯料在擠壓模具內受壓變形而獲得所需制件的壓力加工方法。擠壓變形區的材料處于三向壓應力狀態,因此擠壓變形可以大大提高被擠壓材料的塑性。對于鎂合金這種塑性變形能力較差的金屬,熱擠壓是一種比較適合的塑性加工方法。通過調整熱擠壓工藝,可以有效細化鎂合金的晶粒組織,提高鎂合金絲的強度和塑性。

金文中等通過對鎂合金焊絲的熱擠壓成形工藝進行研究,在420℃擠壓出抗拉強度334MPa、伸長率16%的Ф1.2mm?。粒冢叮辨V合金焊絲采用熱擠壓工藝在410℃制備出抗拉強度342MPa、延伸率16.7%的Ф1.5mm AZ91D鎂合金絲材,在384℃制備出抗拉強度301MPa、延伸率21.2%的Ф1.5mmZK60鎂合金絲材,在350℃制備出抗拉強度177MPa、延伸率8.4%的Ф1.5mm?。停纾担拢椋保担茫徭V合金絲材。并通過研究得知在熱擠壓過程中3種鎂合金絲均發生了動態再結晶,這是熱變形的主要軟化機制,也是獲得細小晶粒、提高絲材力學性能的主要原因。絲材的強化機制主要是細晶強化和析出強化。

對在330℃采用往復擠壓和正擠壓方法得到的Mg-Zn-Y-C-Zr、AZ91D鎂合金絲材的組織及性能進行研究,結果表明,在330℃經往復擠壓4道次及連續正擠壓制備的Ф1.75mm?。停纾冢睿伲茫澹冢蚝辖鸾z的抗拉強度為297MPa,伸長率為12.5%,Ф5mm?。粒冢梗保逆V合金絲的抗拉強度為362MPa,伸長率為12.8%。

通過對MB2鎂合金絲的溫靜液擠壓成形工藝進行研究,在250~300℃擠壓出抗拉強度303MPa、伸長率13%的Ф5mm MB2鎂合金絲。

2、鎂合金絲拉拔成形工藝

拉拔是坯料在牽引力作用下通過??桌?,使之產生塑性變形而得到截面縮小、長度增加的工藝。拉拔成形具有制品尺寸精度高、表面質量好,工具、設備簡單,斷面小的線材、

管材等長制品可以實現高速、連續化生產,生產效率很高等優點。對鎂合金而言,拉拔成形過程中材料處于一向拉應力二向壓應力的狀態,對其塑性的發揮不利,因此鎂合金難以在冷態下進行拉拔成形。但通過升高溫度、細化晶粒等技術手段可以改善鎂合金的塑性,實現鎂合金絲的拉拔成形,因此,鎂合金絲的拉拔成形技術的研究逐漸受到關注。

對鎂合金焊絲的熱拉拔成形工藝進行研究,結果表明,在300℃,鎂合金的塑性大大提高,因此可以將Ф2mm的AZ61鎂合金絲通過多道次熱拉拔工藝拉拔成抗拉強度388MPa、伸長率13%的Ф1.2mm?。粒冢叮辨V合金絲,且拉拔過程中無需中間退火處理。

對鎂合金絲材的電塑性拉拔工藝進行了研究,結果表明,拔制過程加入脈沖電流可使鎂合金絲材發生動態再結晶,促進晶核形成并抑制再結晶晶粒的長大,實現晶粒細化,從而提高鎂合金材料的塑性變形能力,將Ф1.88mmAZ3l鎂合金絲經6道次的電塑性拉拔后可以得到抗拉強度達305MPa、伸長率6.5%的Ф1.42mm的AZ31B鎂合金絲,且拉拔過程中無需中間退火處理。

鎂合金絲材的冷拉拔成形工藝進行研究,結果表明,當冷拉變形程度超過臨界變形程度10%,后續中高溫退火工藝中的靜態再結晶可以實現鎂合金的晶粒細化,改善鎂合金的塑性,從而可以將Ф2.0mm的原始線坯冷拉拔Ф0.12mm的超細鎂合金絲,隨著原始晶粒的細化,累積變形程度逐漸提高(達到65.1%),拉拔態絲材的強度達439MPa。

在國外,日本Sumitomo電器公司采用拉拔成形工藝制備了抗拉強度高達400MPa,延伸率為10%以上的高強度AZ31、AZ61、AZ80鎂合金線材,進一步的研究表明,拉拔態絲材的抗拉強度和屈服強度分別為擠壓態的1.4倍和1.9倍,而延伸率卻比擠壓態低??估瓘姸入S著變形道次的增加而升高,而延伸率則顯著下降。

采用各種擠壓工藝生產細直徑鎂合金絲普遍存在擠壓力較大、生產效率較低等問題,這嚴重制約了鎂合金絲擠壓工藝的產業化應用,因此目前擠壓工藝多集中在制備鎂合金的棒材、型材方面,對于直徑較小的鎂合金絲材擠壓工藝應用得較少。

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