CN102632175A - 一种铸态镁合金管材的径向锻造工艺 - Google Patents
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Abstract
一种铸态镁合金管材的径向锻造工艺，涉及有色金属加工即一种铸态镁合金管材的径向锻造工艺方法。先均匀化退火，再经锻造加工、精整，最后表面机械加工。本发明从根本上解决制约无缝镁合金管材发展两大问题——热穿孔难及成材率低,使镁合金管材成材率从目前国内外45～55%提高到90%以上，管材制备成本降低40%以上,将在镁合金无缝管材生产技术方面带来跨越式发展。加工的产品的力学性能好，生产效率高，材料利用率高，锻件精度高、表面粗糙度低。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属加工即一种铸态镁合金管材的径向锻造工艺方法。
背景技术
镁合金具有良好的导电、导热性，电磁屏蔽性良好，比强度和比刚度高，减震性好，切削加工和尺寸稳定性佳，易回收，有利于环保等优点，在航空航天、交通工具、电子通讯等行业有极大的应用前景，被誉为“21世纪的绿色工程材料”。但由于镁合金属于密排六方结构，室温塑性较低，成型能力差，大大限制了镁合金应用。目前对于变形镁合金的板材的生产主要集中于热轧制、热挤压、连铸连轧这几种变形方式，热轧制板材和连铸连轧板材综合性能较差，热挤压板尺寸较小、各向异性较大，极大限制了大规格高强度变形镁合金的推广应用。所以，锻轧联合制备大规格高强度镁合金板材工艺的专利显得尤为重要。
发明内容
本发明目的在于提出一种克服现有技术缺陷的铸态镁合金管材的径向锻造工艺方法。
本发明包括以下步骤：
1）均匀化退火：将采用机加工去除表面氧化层的挤压态镁合金空心管坯随炉升温或在炉温低于200℃时进炉，升温速度控制在<10℃/min，管坯温度在250～400℃之间时梯度升温，并在每一温度段保温2～15h，管坯温度在400～470℃之间时保温4～20h，管坯出炉后空冷至室温；
2）锻造加工：采用热锻、退火和冷锻的反复循环方法；加热管坯至表面温度为350～420℃时开锻，每次锻造后退火温度即作为热锻时锻造温度；在累计变形量大于20%时采用降温锻造，每道次退火温度低于上一道次退火温度15～30℃；热锻时锤头温度比管坯温度低20～100℃；每道次变形量为2～18%，锻造的总变形量为25～70%；在室温且锤头温度室温为的条件下进行冷锻；
3）精整：矫直处理；
4）表面机械加工。
本发明优点：
1、从根本上解决制约无缝镁合金管材发展两大问题——热穿孔难及成材率低,使镁合金管材成材率从目前国内外45～55%提高到90%以上,管材制备成本降低40%以上,将在镁合金无缝管材生产技术方面带来跨越式发展。
2、产品的力学性能好，室温径向锻造+退火工艺生产镁合金管材，在变形量大于20%时，全截面可获得较均匀的组织，随着累计变形量的进一步增大，与适当的热处理工艺配合，可得到更加均匀细小晶粒，平均晶粒尺寸在10μm以下，各向异性基本消除，综合力学性能明显提高。
3、生产效率高，由于径向锻机的打击频率高，锻打过程为自动控制，工步间不间断，锻打过程中不使用任何其他附加工具，不必进行工步测量。
4、材料利用率高，由于径向锻造工艺缩短锻件精度高，加工余量小，可显著节约原材料。冷锻件可以不经过切削加工或只经过少量切削加工就可直接应用。
5、锻件精度高、表面粗糙度低，冷锻外径60mm壁厚20的挤压态镁合金管材，采用芯棒成形尺寸公差达±0.4mm；冷锻表面粗糙度外径可达Ra3.2～0.4μm。
具体实施方式
结合牌号AZ31B,产品规格ф120mm×40mm的具有超细晶粒组织的镁合金管材生产为例进行说明。
其具体生产方法如下：
1、均匀化退火：对挤压态镁合金管（规格：ф70mm×15mm）进行表面清理确认没有裂纹等。
将管坯随炉升温或在炉温低于200℃时进炉，升温速度控制在<10℃/min，管坯温度在250～400℃之间时梯度升温，并在每一温度段保温2～15h，管坯温度在400～470℃之间时保温4～20h，管坯出炉后空冷至室温。
2、锻造加工：
1) 锻造加热温度：铸态镁合金空心坯开锻时需要热透，热锻首次时表面温度在350～420℃范围内；每次锻造后退火温度即作为热锻时锻造温度，在累计变形量大于20%时即可采用降温锻造，即每道次退火温度低于上一道次退火温度15～30℃，冷锻及精整时在室温下进行。
2) 锤头及操作机温度：热锻时比工件温度低20～100℃，冷锻及精整时室温即可；
3) 锤头速度/锻造频率：热锻时大于120次／分～1200次／分。
4) 锻件旋转速度/夹头的转数N=3～15rPm。
5) 轴向送进速度/坯料进给速度V： 热锻时一般为1～3m/min，冷锻时为 0.2～1m/min，精整时为0.5～1.5m/min。
6) 进锤速度/径向进给速度：一般为50～250 mm/min。
7) 径向压下量：旋转锻造的每道次变形量一般在2～18%，总变形量在 25%～70%，当变形量大于20%时，镁合金管材的组织基本由铸态组织转变为锻造组织，在降温锻造的同时有时也可采用后一道次的变形量大于前一道次的变形量，晶粒细化的效果更佳；
8) 矫直：在每一道次锻造过程完成后，如发现弯曲则进行矫直，在进行矫直时，管坯温度应≥200℃。
9）芯棒润滑及冷却：芯棒预热且涂敷水溶性润滑剂，带有锥度的芯棒心部通有循环冷却水，有利于芯棒脱出。
开锻温度410℃，锻造工艺参数见下表：
其中，第6道次为精整，在300℃×0.5h退火空冷后进行。
3、去应力退火：250℃×2h。
4、表面加工：在常温下进行锯边，对表面进行打磨等处理，形成规格为：ф70mm×15mm产品。
5、检测：强度高，Rm=318Mpa,R0.2=275Mpa，各向异性差异小。截面晶粒均匀细小，晶粒平均尺寸约15μm。
6、涂油包装：对成品进行涂油包装入库。
Claims (1)
1.一种铸态镁合金管材的径向锻造工艺，其特征在于包括以下步骤：
1）均匀化退火：将采用机加工去除表面氧化层的挤压态镁合金空心管坯随炉升温或在炉温低于200℃时进炉，升温速度控制在<10℃/min，管坯温度在250～400℃之间时梯度升温，并在每一温度段保温2～15h，管坯温度在400～470℃之间时保温4～20h，管坯出炉后空冷至室温；
2）锻造加工：采用热锻、退火和冷锻的反复循环方法；加热管坯至表面温度为350～420℃时开锻，每次锻造后退火温度即作为热锻时锻造温度；在累计变形量大于20%时采用降温锻造，每道次退火温度低于上一道次退火温度15～30℃；热锻时锤头温度比管坯温度低20～100℃；每道次变形量为2～18%，锻造的总变形量为25～70%；在室温且锤头温度为室温的条件下进行冷锻；
3）精整：矫直处理；
4）表面机械加工。
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