專(zhuān)利名稱(chēng)：一種稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管熱擠壓方法及其專(zhuān)用模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎂合金熱擠壓成形技術(shù)，具體為一種稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管 熱擠壓方法及其專(zhuān)用模具。
背景技術(shù)：
鎂合金作為21世紀(jì)最具開(kāi)發(fā)應(yīng)用潛力的綠色工程材料被廣泛應(yīng)用于航空、 航天、汽車(chē)和電子等行業(yè)。由于鎂及鎂合金具有密排六方結(jié)構(gòu)，滑移系少，塑 性成形能力差，鎂合金在壓鑄成形領(lǐng)域優(yōu)先得到重視和發(fā)展。但是通過(guò)擠壓、 鍛造、軋制等工藝生產(chǎn)的鎂合金具有更高的強(qiáng)度、更好的延展性和更多樣化的 力學(xué)性能。近年來(lái)，鎂合金的塑性加工技術(shù)獲得了越來(lái)越多的關(guān)注和研究。
在制造業(yè)中，由于管材擠壓加工具有原材料消耗少、尺寸精度和表面精度 高、力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)，故鎂合金管材也主要采用熱擠壓方法來(lái)生產(chǎn)。管材擠 壓成形的方法主要有空心錠坯正向擠壓、穿孔擠壓、反向擠壓、分流擠壓等， 通常，反向擠壓適用于大直徑管材。而主要用于生物醫(yī)學(xué)血管支架基材的鎂合 金管材要求管徑細(xì)、管壁薄且無(wú)縫，分流擠壓還存在焊縫，因此反向擠壓、穿 孔擠壓和分流擠壓均不適合上述鎂合金薄壁管的生產(chǎn)，因此主要用于生物醫(yī)學(xué) 血管支架基材的鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管適合采用空心坯正向擠壓生產(chǎn)。
目前，鎂合金的塑性加工工藝還不成熟，鎂合金管、尤其是高精度鎂合金 薄壁細(xì)管的生產(chǎn)還存在擠壓變形力大、加工范圍窄、對(duì)毛坯要求高等問(wèn)題。塑 性變形的坯料也主要集中在AZ系列易變形鎂合金，對(duì)于熱穩(wěn)定性高的稀土鎂合 金塑性變形研究還很少，這類(lèi)鎂合金更難擠壓，關(guān)于稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管 的擠壓尚未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
4針對(duì)現(xiàn)有鎂合金管材擠壓中存在的上述問(wèn)題和稀土鎂合金的特點(diǎn)，本發(fā)明 的目的是提供一種擠壓變形力小、加工范圍廣、毛坯要求低的稀土鎂合金無(wú)縫 薄壁細(xì)管熱擠壓方法及其專(zhuān)用模具。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的-
一種稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管熱擠壓方法，其工藝步驟是
(1) 鑄錠均勻化處理-將稀土鎂合金鑄錠在熱處理爐中均勻化處理，其處
理溫度為485 525°C，保溫時(shí)間為8 12小時(shí)；
(2) 涂敷潤(rùn)滑劑-將均勻化處理后的稀土鎂合金鑄錠車(chē)皮，加工成空心圓 柱坯料，去除碎屑和毛剌，在其內(nèi)外表面均勻涂敷潤(rùn)滑劑；
(3) 坯料預(yù)擠壓-將裝有坯料的預(yù)擠壓模置于熱處理爐中加熱后通過(guò)預(yù)擠 壓模對(duì)坯料進(jìn)行預(yù)擠壓，預(yù)擠壓溫度為360 420°C;預(yù)擠壓不僅使坯料結(jié)構(gòu)致 密，還有均勻成分、破碎晶粒等作用；
(4) 擠壓成形-取下預(yù)擠壓模，換上成形模，重新裝好模具，連同預(yù)擠壓 坯料一起置于熱處理爐中加熱，其加熱溫度為400 46(TC，保溫時(shí)間為1 1. 5h， 加熱后取出模具進(jìn)行擠壓成形；擠壓成形溫度為380 440°C，擠壓速度為l 10咖/s，擠壓比為11 44;
(5) 固溶時(shí)效處理-在氬氣保護(hù)下對(duì)擠壓成形的稀土鎂合金細(xì)管進(jìn)行固溶 時(shí)效處理，固溶溫度480 520'C，固溶時(shí)間2 4h，時(shí)效溫度160 200°C，時(shí) 效時(shí)間12 20h;固溶后立即水冷。
所述潤(rùn)滑劑為石墨粉與動(dòng)物油按質(zhì)量比1: 2. 5 3混合的稠狀物。
根據(jù)上述熱擠壓方法設(shè)計(jì)的稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管熱擠壓專(zhuān)用模具，包 括上模座、下模座、擠壓筒、凸模和凹模，其特征在于本專(zhuān)用模具配備的凹 模有專(zhuān)對(duì)坯料預(yù)擠壓的預(yù)擠壓凹模和對(duì)預(yù)擠壓后的坯料成形擠壓的成形凹模兩 種，所述預(yù)擠壓凹模和成形凹模具有相同的外形尺寸，可以以互換的方式通過(guò) 擠壓筒配合固定在下模座上，擠壓筒和預(yù)擠壓凹?；虺尚伟寄Ｍㄟ^(guò)上模座和下 模座緊固；所述凸模由一體成型同軸的擠壓桿、擠壓軸和擠壓針構(gòu)成，擠壓桿上端設(shè)有防止擠壓軸與成形凹模直接接觸的限位壓頭；擠壓桿和擠壓針直徑小 于擠壓軸直徑，擠壓軸與擠壓筒內(nèi)壁過(guò)渡配合；擠壓軸與擠壓針結(jié)合部位采用 25°錐度角和圓弧過(guò)渡；擠壓針采用錐度為0.3。的錐度結(jié)構(gòu)。預(yù)擠壓凹模和成形 凹模上設(shè)有與擠壓筒同心的型腔，預(yù)擠壓凹模的型腔與擠壓針過(guò)渡配合，成形 凹模的型腔與深入其內(nèi)的擠壓針一起構(gòu)成供坯料出來(lái)的環(huán)形擠壓孔。
所述擠壓筒由擠壓筒內(nèi)襯和擠壓筒外套構(gòu)成，兩者過(guò)盈熱裝配合，所述擠 壓筒內(nèi)襯外徑尺寸是內(nèi)徑的1. 5 1. 8倍，擠壓筒外套外徑尺寸是內(nèi)徑的2. 0 2. 2倍，裝配過(guò)盈量為擠壓筒內(nèi)襯外徑的0. 002 0. 003倍。在擠壓筒外套外壁 設(shè)有保溫套，保溫套、擠壓筒外套和擠壓筒內(nèi)襯上設(shè)有貫通的直達(dá)凹模外壁的 測(cè)溫孔，便于插入測(cè)溫設(shè)備測(cè)量凹模外壁的溫度變化。
所述下模座上設(shè)有圓形凸臺(tái)，擠壓筒下端設(shè)有與圓形凸臺(tái)對(duì)應(yīng)的圓形沉孔， 擠壓筒通過(guò)圓形沉孔緊套在圓形凸臺(tái)上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1. 采用本發(fā)明能夠順利擠壓外徑為5 10mm、內(nèi)徑為4 8mm的稀土鎂合金 無(wú)縫薄壁細(xì)管，材料利用率高，擠壓力小，產(chǎn)品尺寸精度高、表面質(zhì)量好、力 學(xué)性能好。
2. 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，成本低廉，使用壽命長(zhǎng)。


圖1-擠壓稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管模具結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2-預(yù)擠壓凹模結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3-成形凹模結(jié)構(gòu)示意圖4-實(shí)施例1生產(chǎn)的稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管縱截面金相組織圖，其中(a) 為擠壓態(tài)，(b)為擠壓后經(jīng)固溶時(shí)效處理態(tài)；
圖5為實(shí)施例2生產(chǎn)的稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管擠壓態(tài)縱截面金相組織圖。
圖中l(wèi)-上模座；2-螺栓；3-保溫套；4-擠壓筒外套；5-擠壓筒內(nèi)襯；6-測(cè)溫孔；7-下模座；8-限位壓頭；9-擠壓桿；lO-擠壓軸；11-坯料；12-凹模； 13-擠壓針；14-型腔;15-導(dǎo)流孔。
具體實(shí)施例方式
因?yàn)橐韵聦⒚枋龅木唧w的熱擠壓方法是結(jié)合專(zhuān)用模具來(lái)進(jìn)行的，為了使方 法中出現(xiàn)的關(guān)于模具的一些結(jié)構(gòu)不至于顯得突兀，本發(fā)明在此先介紹模具，再 介紹方法。
本發(fā)明涉及的稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管熱擠壓專(zhuān)用模具，主要由上模座1、
下模座7、凸模、凹模12、擠壓筒4、 5和保溫套3等組成，參見(jiàn)圖l。本專(zhuān)用 模具配備的凹模12有專(zhuān)對(duì)坯料預(yù)擠壓的預(yù)擠壓凹模和對(duì)預(yù)擠壓后的坯料成形擠 壓的成形凹模兩種，預(yù)擠壓凹模和成形凹?？梢砸曰Q的方式通過(guò)擠壓筒配合 固定在下模座7上，擠壓筒和預(yù)擠壓凹模或成形凹模通過(guò)上模座1和下模座7 緊固。
本發(fā)明技術(shù)方案所述凸模采用整體式結(jié)構(gòu)，從上至下由一體成型同軸的擠 壓桿9、擠壓軸10和擠壓針13構(gòu)成，見(jiàn)圖1，擠壓桿9和擠壓針13直徑小于 擠壓軸10直徑，擠壓軸10位于擠壓筒內(nèi)襯內(nèi)與擠壓筒內(nèi)襯S內(nèi)壁過(guò)渡配合。 本方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，可以保證芯棒與凸模的同軸性，避免機(jī)加和裝配 造成軸線偏差導(dǎo)致的管材壁厚差增大。擠壓軸10與擠壓針13結(jié)合部位采用25° 錐度角和圓弧過(guò)渡，不但可以減少余料，還可以使坯料ll受到更大的徑向擠壓 力從而使其變形更加均勻。擠壓時(shí)擠壓軸前端直接接觸坯料，省去擠壓墊片， 這樣就縮短了凸模高度，還可防止坯料被反擠出來(lái)。為了退模方便，擠壓針13 軸向采用0.3°的錐度。以上設(shè)計(jì)均有助于提高擠壓小尺寸管材的精度。
預(yù)擠壓凹模和成形凹模上設(shè)有與擠壓筒同心的型腔14，見(jiàn)圖2和圖3，預(yù) 擠壓凹模的型腔14與擠壓針13過(guò)渡配合，成形凹模的型腔14與深入其內(nèi)的擠 壓針13 —起構(gòu)成供坯料出來(lái)的環(huán)形擠壓孔，因此預(yù)擠壓凹模的型腔比成形凹模 的型腔小，為示區(qū)別，預(yù)擠壓凹模的型腔用3^表示，成形凹模的型腔用①表示。 為了降低模具成本，坯料預(yù)擠壓和成形采用同一套模具，本發(fā)明的預(yù)擠壓凹模和成形凹模具有相同的外形尺寸。當(dāng)坯料預(yù)擠壓時(shí)，安裝預(yù)擠壓凹模即可；當(dāng) 成形擠壓時(shí)，取下預(yù)擠壓凹模換上成形凹模即可，其他結(jié)構(gòu)不變。
為了利于金屬流動(dòng)，減小擠壓力，提高模具壽命，成形凹模的入模錐度角 a采用30°，凹模收口處采用半徑為4 6mra的圓角過(guò)渡，定徑帶長(zhǎng)度L選擇1. 8 2.2mm，型腔尺寸為①5 10mm。為了減小摩擦阻力，型腔下部導(dǎo)流孔15適當(dāng)放 大1 2mm，見(jiàn)圖3。為了更好的與擠壓筒配合，擴(kuò)大承載面積從而減小下模座 上單位壓力以及退模換模方便，將預(yù)擠壓凹模和成形凹模整體外形設(shè)計(jì)成倒T 型。
所述擠壓筒由擠壓筒內(nèi)襯5和擠壓筒外套4構(gòu)成，兩層過(guò)盈熱裝配合，以 提高強(qiáng)度、節(jié)約材料。所述下模座7上設(shè)有圓形凸臺(tái)，擠壓筒外套4下端設(shè)有 與圓形凸臺(tái)對(duì)應(yīng)的圓形沉孔，擠壓筒外套4通過(guò)圓形沉孔緊套在圓形凸臺(tái)上。 本發(fā)明根據(jù)壓機(jī)噸位、制品規(guī)格、所允許擠壓比范圍等確定擠壓筒內(nèi)襯工作直 徑D，擠壓筒內(nèi)襯5外徑仏符合DyD二1.5 1.8，擠壓筒外套4外徑和內(nèi)徑之比 符合D2/D/=2.0 2.2，擠壓筒內(nèi)襯5和擠壓筒外套4配合面的過(guò)盈量符合5 二DZ-Df0.002Di 0.003Di。
在擠壓筒外套4外壁上套設(shè)有玻璃纖維保溫套3，防止擠壓過(guò)程模具降溫過(guò) 快。為了掌握擠壓過(guò)程凹模的實(shí)際溫度，以便調(diào)節(jié)擠壓速度，保溫套3、擠壓筒 外套4和擠壓筒內(nèi)襯5上設(shè)有貫通的直達(dá)凹模外壁的3mm左右的測(cè)溫孔6，測(cè)溫 孔6內(nèi)插入測(cè)溫設(shè)備(如便攜式熱電偶)實(shí)時(shí)測(cè)量凹模外壁的溫度變化。
本發(fā)明提供的成型模具可以在普通的立式液壓機(jī)上使用。擠壓桿9上端設(shè) 有防止凸模(擠壓軸)與凹模12直接接觸的限位壓頭8，當(dāng)擠壓筒內(nèi)坯料將擠 完時(shí)，限位壓頭8的一端正好卡在擠壓筒上，既減少了余料，又防止凸模繼續(xù) 下壓損壞凹模。擠壓完成后，卸下限位壓頭8和下模座7，繼續(xù)壓下凸模，使其 與凹模12、余料一起從擠壓筒下端退出。
本發(fā)明的稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管熱擠壓方法，其工藝步驟是
(1)鑄錠均勻化處理。為了消除非平衡結(jié)晶所造成的晶內(nèi)化學(xué)成分和組織不均勻性，使偏析于枝晶間的非平衡組織溶解到固溶體中，將熔煉的稀土鎂合
金鑄錠在熱處理爐中進(jìn)行均勻化處理，其處理溫度為485 525°C，保溫時(shí)間為 8 12小時(shí)。
(2) 涂敷潤(rùn)滑劑。將均勻化處理后的鑄錠車(chē)皮，經(jīng)機(jī)加工成空心圓柱坯料， 去除碎屑和毛剌，在其內(nèi)外表面均勻涂敷潤(rùn)滑劑；將凸模、預(yù)擠壓凹模、擠壓 筒內(nèi)孔清理干凈后均勻涂敷潤(rùn)滑劑，采用的潤(rùn)滑劑為石墨粉與動(dòng)物油按質(zhì)量比 1: 2.5 3混合的稠狀物。
(3) 坯料預(yù)擠壓。為了提高坯料塑性變形能力，先進(jìn)行預(yù)擠壓使其結(jié)構(gòu)致 密。將預(yù)擠壓凹模通過(guò)擠壓筒配合固定在下模座上，上面依次裝好坯料和凸模， 壓上上模座并用螺栓緊固，在熱處理爐中加熱并保溫1 2h后進(jìn)行預(yù)擠壓，其 預(yù)擠壓溫度為360 420°C?？紤]到散熱因素，通常熱處理爐中加熱溫度比預(yù)擠 壓實(shí)際溫度高20。C左右。
(4) 擠壓成形。取下預(yù)擠壓凹模，換上涂有潤(rùn)滑劑的成形凹模，重新裝好 模具，再次置于熱處理爐中加熱。其加熱溫度為400 460°C，保溫時(shí)間為l 1.5h。加熱后取出模具，套上壓頭，在立式液壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，擠壓過(guò)程通過(guò) 插入測(cè)溫孔的熱電偶實(shí)時(shí)測(cè)量成形凹模外壁的溫度，擠壓溫度為380 440°C， 擠壓速度為l 10mm/s，擠壓比為11 44。
(5) 退模。當(dāng)限位壓頭的一端作用在擠壓筒上，立即停止加壓，待卸下限 位壓頭和下模座后繼續(xù)壓下凸模，使其與成形凹模、余料一起從擠壓筒下端退 出。
(6) 固溶和時(shí)效處理。稀土鎂合金是典型的可熱處理強(qiáng)化合金，擠壓過(guò)程 又可能引入晶粒不均勻、孿晶、條帶狀組織等缺陷，為了進(jìn)一步提高管材的力 學(xué)性能，在氬氣保護(hù)下對(duì)擠壓管進(jìn)行固溶+時(shí)效處理，其固溶溫度480 52(TC， 固溶時(shí)間2 4h，時(shí)效溫度160 2(X)。C，時(shí)效時(shí)間12 20h;固溶后立即水冷。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1-本實(shí)施例熱擠壓外徑為8mm、內(nèi)徑為6mm的Mg_4. 0Y-2. ONd-O. 4Zr鎂合金無(wú)縫管。
本實(shí)施例所用專(zhuān)用模具結(jié)構(gòu)如圖1所示。擠壓筒4、 5采用開(kāi)有測(cè)溫孔6的 兩層預(yù)應(yīng)力組合結(jié)構(gòu)，其工作內(nèi)孔直徑為20咖；凸模擠壓軸10采用過(guò)渡配合與 擠壓筒內(nèi)壁直接接觸，擠壓針13直徑為6mm;預(yù)擠壓凹模12 (見(jiàn)圖2)或成形 凹模12 (見(jiàn)圖3)通過(guò)擠壓筒配合固定在下模座7上，其中預(yù)擠壓凹模型腔直 徑為6fflm，成形凹模型腔直徑為8mm;擠壓筒外采用玻璃纖維保溫層3;擠壓桿 上所套限位壓頭8保證凸模不直接壓在成形凹模上；擠壓筒、保溫套、預(yù)擠壓 凹?；虺尚伟寄Ｍㄟ^(guò)上模座l、下模座7用螺栓2緊固。
采用上述專(zhuān)用模具擠壓外徑為8mm、內(nèi)徑為6mm的Mg-4. 0Y-2. ONd-O. 4Zr稀 土鎂合金無(wú)縫管具體工藝步驟如下
(1) 鑄錠均勻化處理。將熔煉的Mg-4. 0Y-2. ONd-0. 4Zr稀土鎂合金澆注為 直徑30mm的鑄錠，在熱處理爐中進(jìn)行均勻化處理，其加熱溫度為525"C，保溫 時(shí)間為8小時(shí)。
(2) 涂敷潤(rùn)滑劑。將均勻化處理后的鑄錠車(chē)皮，機(jī)加工成外徑18mm、內(nèi)徑 7mm的空心坯料，去除碎屑和毛刺，在其內(nèi)外表面均勻涂敷潤(rùn)滑劑；將凸模、預(yù) 擠壓凹模、擠壓筒內(nèi)孔清理干凈后均勻涂敷潤(rùn)滑劑，所用的潤(rùn)滑劑為石墨粉與 動(dòng)物油按質(zhì)量比l: 3混合的稠狀物。
(3) 坯料預(yù)擠壓。將預(yù)擠壓凹模通過(guò)擠壓筒配合固定在下模座上，上面依 次裝好坯料和凸模，壓上上模座并用螺栓緊固，置入溫度為40(TC的熱處理爐中 保溫2h后進(jìn)行預(yù)擠壓，其預(yù)擠壓溫度為380°C 。
(4) 擠壓成形。取下預(yù)擠壓凹模，換上涂有潤(rùn)滑劑的成形凹模，重新裝好 模具，再次置于熱處理爐中加熱，其加熱溫度為440°C，保溫時(shí)間為lh。加熱 后取出模具，套上壓頭，在立式液壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，擠壓過(guò)程通過(guò)插入測(cè)溫孔 的熱電偶實(shí)時(shí)測(cè)量成形凹模外壁的溫度，擠壓溫度為42(TC，擠壓速度為5mm/s， 擠壓比為14。
(5) 退模。當(dāng)限位壓頭的一端作用在擠壓筒套上，立即停止加壓，待卸下限位壓頭和下模座后繼續(xù)壓下凸模，使其與成形凹模、余料一起從擠壓筒下端 退出。
(6)固溶和時(shí)效處理。為了進(jìn)一步提高管材的力學(xué)性能，將擠壓管置入熱 處理爐中進(jìn)行固溶+時(shí)效處理，其工藝為在52(TC下固溶4h,取出后水冷，再 在200'C下時(shí)效12h，熱處理過(guò)程通入氬氣保護(hù)。
本實(shí)施例擠壓過(guò)程中最大擠壓力只有143KN，杯狀余料不足坯料的1%。獲 得的Mg-4. 0Y-2. ONd-0. 4Zr鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管表面光滑，壁厚差小于0. 05,， 其晶粒細(xì)小，平均晶粒尺寸20nm左右，抗拉強(qiáng)度為232MPa，延伸率為31. 5%。 經(jīng)固溶+時(shí)效處理后，其晶粒近似等軸狀，強(qiáng)度和塑性都有所提高，分別達(dá)到 247MPa和33%。
實(shí)施例1得到的鎂合金無(wú)縫管擠壓態(tài)和擠壓后熱處理態(tài)組織分別如圖4(a) 和(b)所示。
實(shí)施例2-本實(shí)施例擠壓外徑為7. 2mm、內(nèi)徑為6腿的Mg-4. 0Y-2. ONd-O. 4Zr
鎂合金無(wú)縫管。
本實(shí)施例所用模具基本與實(shí)施例1相同，不同之處是所用成形凹模的型腔 直徑為7.2mm，擠壓溫度為400。C。
本實(shí)施例所采取的具體工藝步驟在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，調(diào)整擠壓速度為 3mm/s，擠壓比為25，固溶時(shí)效處理參數(shù)為500°C X 2h+180°C X 16h。
本實(shí)施例擠壓過(guò)程中最大擠壓力為161KN，杯狀余料不足坯料的1%。獲得 的Mg-4. 0Y-2. ONd-0. 4Zr鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管表面光滑，壁厚差小于0. 05mm， 其晶粒尺寸小于5um，抗拉強(qiáng)度為246MPa，延伸率為28. 2%。經(jīng)固溶+時(shí)效處理 后，其強(qiáng)度和塑性分別達(dá)到259MPa和32%。
實(shí)施例2得到的鎂合金無(wú)縫管擠壓態(tài)組織如圖5所示。
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權(quán)利要求
1、一種稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管熱擠壓方法，其特征在于其工藝步驟是(1)鑄錠均勻化處理-將稀土鎂合金鑄錠在熱處理爐中均勻化處理，其處理溫度為485～525℃，保溫時(shí)間為8～12小時(shí)；(2)涂敷潤(rùn)滑劑-將均勻化處理后的稀土鎂合金鑄錠車(chē)皮，加工成空心圓柱坯料，去除碎屑和毛刺，在其內(nèi)外表面均勻涂敷潤(rùn)滑劑；(3)坯料預(yù)擠壓-將裝有坯料的預(yù)擠壓模置于熱處理爐中加熱后通過(guò)預(yù)擠壓模對(duì)坯料進(jìn)行預(yù)擠壓，預(yù)擠壓溫度為360～420℃；(4)擠壓成形-取下預(yù)擠壓模，換上成形模，重新裝好模具，連同預(yù)擠壓坯料一起置于熱處理爐中加熱，其加熱溫度為400～460℃，保溫時(shí)間為1～1.5h，加熱后取出模具進(jìn)行擠壓成形；(5)固溶時(shí)效處理-在氬氣保護(hù)下對(duì)擠壓成形的稀土鎂合金細(xì)管進(jìn)行固溶時(shí)效處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管熱擠壓方法，其特征在 于所述第(4)步擠壓成形溫度為380 440°C,擠壓速度為1 10mm/s，擠壓 比為11 44。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管熱擠壓方法，其特 征在于所述第(5)步固溶時(shí)效處理工藝是固溶溫度480 520'C，固溶時(shí)間 2 4h，時(shí)效溫度160 200°C，時(shí)效時(shí)間12 20h;固溶后立即水冷。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管熱擠壓方法，其特征在 于所述潤(rùn)滑劑為石墨粉與動(dòng)物油按質(zhì)量比l: 2.5 3混合的稠狀物。
5、 一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管熱擠壓方法設(shè)計(jì)的 專(zhuān)用模具，包括上模座(1)、下模座(7)、擠壓筒(4、 5)、凸模和凹模(12)， 其特征在于本專(zhuān)用模具配備的凹模(12)有專(zhuān)對(duì)坯料預(yù)擠壓的預(yù)擠壓凹模和對(duì)坯料成形擠壓的成形凹模兩種，所述預(yù)擠壓凹模和成形凹模具有相同的外形尺寸，可以以互換的方式通過(guò)擠壓筒配合固定在下模座(7)上，擠壓筒(4、 5) 和預(yù)擠壓凹?；虺尚伟寄Ｍㄟ^(guò)上模座(1)和下模座(7)緊固；所述凸模由一 體成型同軸的擠壓桿(9)、擠壓軸(10)和擠壓針(13)構(gòu)成，擠壓桿(9)和 擠壓針(13)直徑小于擠壓軸(10)直徑，擠壓軸(10)與擠壓筒內(nèi)壁過(guò)渡配 合；預(yù)擠壓凹模和成形凹模上設(shè)有與擠壓筒同心的型腔(14)，預(yù)擠壓凹模的型 腔與擠壓針過(guò)渡配合，成形凹模的型腔與深入其內(nèi)的擠壓針一起構(gòu)成環(huán)形擠壓 孔。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的專(zhuān)用模具，其特征在于所述擠壓筒由擠壓筒內(nèi) 襯(5)和擠壓筒外套(4)構(gòu)成，兩者過(guò)盈熱裝配合，在擠壓筒外套(4)外壁 設(shè)有保溫套(3)，保溫套(3)、擠壓筒外套(4)和擠壓筒內(nèi)襯(5)上設(shè)有貫 通的直達(dá)凹模外壁的測(cè)溫孔(6)，便于插入測(cè)溫設(shè)備測(cè)量凹模外壁的溫度變化。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的專(zhuān)用模具，其特征在于所述擠壓筒內(nèi)襯(5) 外徑尺寸是內(nèi)徑的1.5 1.8倍，擠壓筒外套(4)外徑尺寸是內(nèi)徑的2.0 2.2 倍，裝配過(guò)盈量為擠壓筒內(nèi)襯外徑的0. 002 0. 003倍。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的專(zhuān)用模具，其特征在于所述擠壓軸(IO) 與擠壓針(13)結(jié)合部位采用25。錐度角和圓弧過(guò)渡；擠壓針(13)采用錐度為 0.3°的錐度結(jié)構(gòu)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的專(zhuān)用模具，其特征在于所述擠壓桿(9)上端 設(shè)有防止擠壓軸與成形凹模直接接觸的限位壓頭(8)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的專(zhuān)用模具，其特征在于所述下模座上設(shè)有圓 形凸臺(tái)，擠壓筒下端設(shè)有與圓形凸臺(tái)對(duì)應(yīng)的圓形沉孔，擠壓筒通過(guò)圓形沉孔緊 套在圓形凸臺(tái)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管熱擠壓方法及其專(zhuān)用模具。鑄錠均勻化處理后機(jī)加工成空心坯料，先在模具內(nèi)進(jìn)行預(yù)擠壓，換模后再擠壓成形，為了進(jìn)一步提高管材力學(xué)性能，還進(jìn)行固溶時(shí)效處理。本發(fā)明涉及的專(zhuān)用模具，包括上下模座、保溫套、擠壓筒、測(cè)溫孔、壓頭、凸模和凹模，凹模由預(yù)擠壓凹模和成形凹模構(gòu)成，預(yù)擠壓凹模和成形凹模以擇一并可互換的方式通過(guò)擠壓筒配合固定在下模座上。本發(fā)明能夠擠壓外徑為5～10mm、內(nèi)徑為4～8mm的稀土鎂合金無(wú)縫薄壁細(xì)管，具有材料利用率高、擠壓力小、產(chǎn)品尺寸精度高、表面質(zhì)量好、力學(xué)性能好等特點(diǎn)。同時(shí)模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、成本低廉、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B21C27/00GK101549361SQ20091010381
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者偉 李, 高家誠(chéng) 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)