本發(fā)明涉及一種鎂合金筒成形件加工，具體是涉及一種鎂合金筒成形件及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、材料輕質(zhì)化和結(jié)構(gòu)輕量化是航空航天和武器裝備領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。材料輕質(zhì)化采用高強輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料來實現(xiàn)，例如鎂合金具有較高的比剛度、比強度和優(yōu)良的耐熱性，已成為構(gòu)件材料輕質(zhì)化領(lǐng)域的研究熱點。結(jié)構(gòu)輕量化的典型代表是航空航天和武器裝備大量采用整體無焊縫薄壁回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)減重，這類構(gòu)件通常首選旋壓工藝成形。因此，通過旋壓工藝實現(xiàn)鎂合金整體無焊縫薄壁回轉(zhuǎn)體構(gòu)件的制造，有望滿足航空航天和武器裝備領(lǐng)域的輕量化需求。但是，鎂合金熱成形工藝窗口窄，鎂合金變形難，導(dǎo)致高質(zhì)量旋壓件成形困難，鎂合金熱旋壓變形過程中，道次減薄率過大易發(fā)生開裂，道次減薄率過小時，就會出現(xiàn)變形量不夠，導(dǎo)致再結(jié)晶不充分，容易形成無規(guī)律的多模組織，一旦形成無規(guī)律的多模組織，會導(dǎo)致成形件性能嚴(yán)重下降。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高品質(zhì)的對稱梯度多模組織的鎂合金筒成形件及其制備方法。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種對稱梯度多模組織的鎂合金筒成形件，利用對輪熱旋壓工藝對鎂合金筒形坯件的內(nèi)外表面同時進行局部塑性變形，在鎂合金筒形坯件的壁厚方向上，從外表層到芯部，與從內(nèi)表層到芯部，形成了對稱梯度的多模組織。

4、進一步地，所述對稱梯度的多模組織從表層到芯部依次為包含再結(jié)晶亞微米級細(xì)小晶粒層、再結(jié)晶晶粒及未再結(jié)晶晶?；旌蠈?、未再結(jié)晶晶粒層。

5、一種對稱梯度多模組織的鎂合金筒成形件的制備方法，具體采用了對輪熱旋壓工藝，該工藝包括以下步驟：

6、s1、預(yù)熱對輪旋壓機的內(nèi)外旋輪和鎂合金筒形坯件；

7、s2、旋壓鎂合金筒形坯件：啟動對輪旋壓機，在對輪旋壓機中，一個內(nèi)旋輪和一個外旋輪為一組，一組中的內(nèi)旋輪和外旋輪分別對鎂合金筒形坯件的外表面和內(nèi)表面的對應(yīng)點進行多道次的同時旋壓，在旋壓過程中對鎂合金筒形坯件的溫度進行實時檢測，鎂合金筒形坯件旋壓完成后，預(yù)留適量的表層塑變減薄率；

8、s3、電磁感應(yīng)加熱進行表層塑變：采用電磁感應(yīng)加熱的方式對鎂合金筒形坯件的內(nèi)表面和外表面進行加熱，利用電磁感應(yīng)加熱的集膚效應(yīng)來提高表層溫度，使得表層組織再結(jié)晶，直到完成表層塑變減薄率。

9、進一步地，步驟s1中，輪旋壓機的旋輪預(yù)熱至200℃。

10、進一步地，步驟s1中，鎂合金筒形坯件預(yù)熱至375℃±35℃。

11、進一步地，步驟s1中，預(yù)熱采用火焰加熱的方式。

12、進一步地，步驟s2中，每道次的減薄率不超過20%。

13、進一步地，步驟s2中，表層塑變減薄率的預(yù)留量為5%的減薄率。

14、進一步地，步驟s2中，采用紅外測溫儀對鎂合金筒形坯件的溫度進行實時檢測。

15、本發(fā)明的有益效果在于：

16、本申請鎂合金筒成形件在筒壁內(nèi)外表面形成了對稱梯度的多模組織，解決了因傳統(tǒng)的外表面道次減薄率過大易發(fā)生開裂的問題，本申請在減少單面道次減薄率，確保不開裂的同時，還能提高成形件的性能。

17、本申請制備方法，采用了內(nèi)外對輪熱旋壓工藝與電磁感應(yīng)加熱相結(jié)合的方式，充分利用電磁感應(yīng)加熱的集膚效應(yīng)，來提高表層溫度，使得表層組織再結(jié)晶，在減少單面道次減薄率，確保不開裂的同時，避免了因再結(jié)晶不充分而形成無規(guī)律的多模組織的現(xiàn)象發(fā)生。

18、本申請制備方法，尤其是在步驟s2中，每道次的減薄率不超過20%，并且步驟s2完成后還預(yù)留了5%的減薄率，這預(yù)留的5%減薄率，由步驟s3的電磁感應(yīng)加熱來完成，使產(chǎn)品的品質(zhì)得到了很大的提升。

技術(shù)特征：

1.一種對稱梯度多模組織的鎂合金筒成形件，其特征在于：利用對輪熱旋壓工藝對鎂合金筒形坯件的內(nèi)外表面同時進行局部塑性變形，在鎂合金筒形坯件的壁厚方向上，從外表層到芯部，與從內(nèi)表層到芯部，形成了對稱梯度的多模組織。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對稱梯度多模組織的鎂合金筒成形件，其特征在于：所述對稱梯度的多模組織從表層到芯部依次為包含再結(jié)晶亞微米級細(xì)小晶粒層、再結(jié)晶晶粒及未再結(jié)晶晶?；旌蠈印⑽丛俳Y(jié)晶晶粒層。

3.權(quán)利要求1或2所述的對稱梯度多模組織的鎂合金筒成形件的制備方法，其特征在于：具體采用了對輪熱旋壓工藝，該工藝包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對稱梯度多模組織的鎂合金筒成形件的制備方法，其特征在于：步驟s1中，輪旋壓機的旋輪預(yù)熱至200℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對稱梯度多模組織的鎂合金筒成形件的制備方法，其特征在于：步驟s1中，鎂合金筒形坯件預(yù)熱至375℃±35℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對稱梯度多模組織的鎂合金筒成形件的制備方法，其特征在于：步驟s1中，預(yù)熱采用火焰加熱的方式。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對稱梯度多模組織的鎂合金筒成形件的制備方法，其特征在于：步驟s2中，每道次的減薄率不超過20%。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對稱梯度多模組織的鎂合金筒成形件的制備方法，其特征在于：步驟s2中，表層塑變減薄率的預(yù)留量為5%的減薄率。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對稱梯度多模組織的鎂合金筒成形件的制備方法，其特征在于：步驟s2中，采用紅外測溫儀對鎂合金筒形坯件的溫度進行實時檢測。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種對稱梯度多模組織的鎂合金筒成形件及其制備方法，該鎂合金筒成形件，利用對輪熱旋壓工藝對鎂合金筒形坯件的內(nèi)外表面同時進行局部塑性變形，在鎂合金筒形坯件的壁厚方向上，從外表層到芯部，與從內(nèi)表層到芯部，形成了對稱梯度的多模組織。本申請鎂合金筒成形件在筒壁內(nèi)外表面形成了對稱梯度的多模組織，解決了因傳統(tǒng)的外表面道次減薄率過大易發(fā)生開裂的問題及沿徑向方向組織不均勻的問題，本申請在減少單面道次減薄率，確保不開裂的同時，還能提高成形件的性能。本申請制備方法，采用了內(nèi)外對輪熱旋壓工藝與電磁感應(yīng)加熱相結(jié)合的方式，充分利用電磁感應(yīng)加熱的集膚效應(yīng)，來提高表層溫度，使得表層組織再結(jié)晶，在減少單面道次減薄率，確保不開裂的同時，避免了因再結(jié)晶不充分而形成無規(guī)律的多模組織的現(xiàn)象發(fā)生。

技術(shù)研發(fā)人員：吳鶴,徐文臣,池元清,陳曉磊
受保護的技術(shù)使用者：廣東工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30