镁合金型材的挤压方法分析

镁合金挤压织构镁合金是一种重要的结构材料，在各个领域都有广泛的应用。

本文将从镁合金的制备方法、挤压工艺和织构特性等方面进行探讨，并对其优缺点进行评估。

一、镁合金的制备方法镁合金的制备方法主要有熔融法和粉末冶金法两种。

1. 熔融法：熔融法是将镁和其他合金元素加热至其熔点以上，然后通过混合、合金化和冷却等工艺步骤得到镁合金。

这种方法适用于制备大规模和复杂形状的零件，但成本较高。

2. 粉末冶金法：粉末冶金法是将镁和其他合金元素的粉末混合，并通过压制和烧结等工艺步骤得到镁合金。

这种方法具有较好的形貌和尺寸控制能力，适用于制备高纯度和复杂形状的零件。

二、镁合金的挤压工艺挤压是一种常用的镁合金加工方法，它通过将镁合金坯料推入模具中，通过模具的空间限制来获得所需形状的零件。

挤压工艺具有简单、高效、节能等优点，可制备大批量、高强度和高精度的镁合金零件。

1. 挤压过程：挤压包括预变形、热挤压和冷挤压三个步骤。

预变形是通过热轧、酸洗等工艺将原始镁合金坯料进行塑性变形，以增加其可挤压性。

热挤压是将预变形的坯料加热至挤压温度，然后通过挤压机械将坯料挤压成所需形状。

冷挤压是将热挤压得到的坯料在室温下进行进一步挤压和整形。

2. 挤压参数：挤压参数对镁合金的织构、力学性能和表面质量等有着重要影响。

主要包括挤压温度、挤压速度、挤压比例和挤压模具布局等。

三、镁合金的织构特性织构是指材料的晶粒方向和分布的有序性。

镁合金的织构特性会影响其力学性能、塑性变形和腐蚀行为等。

主要有以下几种类型的织构：1. 基体织构：镁合金的基体织构主要取决于合金元素类型和含量、加工工艺和热处理条件等。

常见的基体织构有强材织构和弱材织构等。

2. 绕组织织构：镁合金在挤压过程中，由于晶粒在挤压方向上的流动，会导致晶粒绕组织织构的形成。

这种织构会影响镁合金的力学性能和塑性变形行为。

3. 易位织构：易位织构是指由于位错运动和晶粒滑移导致的晶粒方向发生变化。

易位织构会影响镁合金的蠕变行为和高温强度等。

挤压温度
(1)锭坯温度是挤压变形时的最重要的参数,它不但影响挤压过程的进
行,还影响成品率,产品的质量以及组织和力学性,理论上可根据合金的相图、塑性图和在结晶图来确定锭坯的温度.低于合金固相线而高于在结晶温度.
(2)锭坯的加热温度主要取决于合金的种类和挤压件的形状,一般在
300℃—450℃时进行挤压.挤压件形状复杂时，锭坯可选用较高的加热温度。

如果锭坯温度过高或挤压过程锭坯温升过大，容易导致挤压件产生热裂。

模具预热温度
镁合金的变形温度范围较窄，与冷模接触时即易产生裂纹。

坯料降温过快降低材料的流动性能。

由于坯料与模具的接触面积较大，变形时间较长，所以模具的加热温度一般要低于坯料的温度。

挤压筒、垫片、模具的温度一般为275℃—425℃。

AZ31B 镁合金挤压工艺研究黄光胜, 汪凌云, 范永革金属成形工艺Vol. 20 №. 5 2002:11-14镁及镁合金是所有金属结构材料中最轻的,其密度只有1. 74g/ cm3 ,是铝的2/ 3 ,比钢轻78.1 %。

与其它金属材料以及工程塑料相比,镁合金具有很高的比强度和比钢度。

镁合金已被誉为21 世纪的金属,近年来在汽车、航空航天、电子工业领域获得了迅速的发展,而且发展前景越来越好[1 ,2 ] 。

作为一种新兴金属材料,镁的现有使用状况远没有充分发挥镁合金材料的潜在优势,镁合金在实际工业应用方面的发展远不及铝合金和钢铁工业,其规模只有铝业的1/ 50 ,钢铁工业的1/ 160[3 ] 。

其主要原因是: (1) 作为工程材料,大多数的镁结构件都来自压铸这一种加工方式,限制了产品品种和类型; (2) 应用范围小,镁压铸件的80 %来自汽车工业,而且90 %又是室温使用的结构件,且主要局限于小体积零件。

由于镁的晶体结构为密排六方,塑性不及面心立方结构的铝,塑性成形能力差[4 ] ,因而镁合金在压铸成形领域优先得到重视和发展。

变形镁合金与铸造镁合金相比,有更优良的综合力学性能,因此为了推动镁合金在航空、航天、汽车、摩托车等领域内的大量应用,发展我国的镁工业,必须大力开发变形镁合金及其生产工艺。

对镁合金的挤压工艺进行了生产性试验研究。

1 实验方法及挤压参数的确定1. 1 实验方法试验合金为AZ31B ,其成分为表1。

在油炉中熔炼,所用原料为Mg(1 级) ,Al (1 级) ,Zn (1级) ,Al-10 %Mn 中间合金。

熔炼过程中采用熔剂保护,石墨模铸造。

棒材与型材铸锭尺寸为<108mm ×250mm ,管材铸锭的尺寸为( <117mm/ <35mm) ×260mm。

铸锭均匀化处理温度为400 ℃,保温时间为12h。

铸锭均匀化处理后,车外皮,再挤压。

棒材与型材在1250t 卧式挤压机上成形,管材在600t 的立式挤压机上成形。

镁合金成型工艺
镁合金是一种重要的轻质结构材料，在日常生活中广泛应用。

镁
合金的成型工艺有许多种，以下是其中的一些常见方法：
1. 压铸成型：将镁合金加热至一定温度后，以高压将熔化的合
金注入模具中，待冷却后从模具中取出即可得到所需要的形状。

2. 等静压成型：通过在一定温度和压力下，将镁合金粉末压制
成所需形状的方法。

该方法可以得到高密度、强度均匀的镁合金制品。

3. 挤压成型：将镁合金加热至一定温度后，采用金属棒进给的
方式，将合金挤出成所需的形状，然后通过冷却、切割等工艺得到最
终制品。

4. 热压成型：将镁合金加热至一定温度后，采用高压将其压制
成所需形状的方法。

该方法可以得到高强度、高精度的镁合金制品，
常用于制造高要求的航空航天零部件。

以上是一些常见的镁合金成型工艺，具体选用何种方法需根据所
需要的材料强度、形状等要素综合考虑。

ZK60镁合金热挤压变形组织及力学性能的研究与铝合金相比,镁合金的研究和发展还很不充分,目前镁合金的产量只有铝合金的1%。

镁属于密排六方结构金属,塑性变形能力差,很难加工成板、带、棒、型材等,因此镁合金主要采用铸件作为结构材料使用。

随着航空、汽车、国防、电子工业的开发和进展,现有镁合金已难以满足某些特殊的要求,迫切需要开发各种新型的高性能镁合金。

因此,积极探索改善镁合金的力学性能和成形性能的途径,对于推动镁合金材料的应用并发挥其性能优势具有重要意义。

为了推动我国的镁工业,必须大力开发变形镁合金及其生产工艺。

本研究以镁合金ZK60为研究对象,ZK60镁合金作为目前商用变形镁合金中强度最高者,提高塑性对扩大其应用至关重要。

选择热挤压做为处理ZK60镁合金的技术方法。

设计出适用的热正挤压模具,根据模具准备好ZK60镁合金毛坯。

选择不同的挤压温度和不同的挤压比对ZK60镁合金进行热挤压,研究热挤压出的ZK60镁合金在挤压温度和挤压比两个条件的同时作用下显微组织和力学性能上的变化,并分析显微组织和力学性能之间的关系。

研究有以下结论:(1)在300℃～400℃温度之间进行热挤压,ZK60镁合金主要发生的是动态再结晶,动态再结晶形成机制以连续动态再结晶为主,变形机制以位错运动、晶界滑移和扩散蠕变为主。

(2)选取310℃、340℃、360℃下进行挤压,晶粒相对于铸态下有效细化,晶粒尺寸最小约在10μm左右;340℃是理想的热挤压温度,组织均匀细小,综合性能优良。

选取6.25、4、2.25三种挤压比,随挤压比的增大,晶粒细化效果逐渐增强。

(3)对热挤压出的ZK60镁合金做力学实验,包括拉伸实验和硬度测试,测试机械性能。

可以看出,晶粒细化、组织均匀越明显,力学性能上效果越好,在340℃、6.25挤压比下,硬度、抗拉强度和延伸率分别为75.5HB、378MPa和24.07%。

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镁合金挤压工艺流程
随着科技的不断发展，人们对于材料的要求也越来越高。

在工业生产中，材料的性能和质量直接影响到产品的质量和使用寿命。

因此，研究和开发新型材料成为了当今科技领域的热点之一。

其中，以镁合金为代表的轻质高强材料备受关注。

镁合金具有密度低、强度高、刚性好、耐腐蚀等优点，因此在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。

而挤压工艺是制备镁合金材料的一种重要方法。

挤压工艺是将金属坯料通过模具挤压成型的一种加工方法。

在镁合金挤压工艺中，首先需要准备好镁合金坯料，并将其加热至一定温度。

然后，将坯料放入挤压机中，通过模具的挤压作用，将坯料挤压成型。

在挤压过程中，需要控制挤压速度、温度、压力等参数，以保证挤压成型的质量和效率。

挤压成型后的镁合金材料具有高强度、高韧性、高耐腐蚀性等优点，可以用于制造各种零部件和结构件。

同时，挤压工艺还可以实现材料的精密成型，提高材料的加工精度和表面质量。

镁合金挤压工艺是一种重要的制备镁合金材料的方法，具有高效、高质、高精度等优点。

随着科技的不断进步，挤压工艺将会得到更广泛的应用，为各个领域的发展提供更好的材料支持。

镁合金挤压织构镁合金挤压织构是指通过挤压工艺将镁合金加热至半固态状态，然后通过专用的模具进行挤压成型，从而使得镁合金材料在微观结构上具有某种特定的排列方式。

镁合金挤压织构的形成对提高镁合金材料的力学性能和耐蚀性能具有重要意义。

镁合金是一种理想的轻质结构材料，在航空、汽车等领域具有广泛的应用前景。

然而，由于镁合金本身的晶格结构和力学性质的特殊性，这使得其在加工过程中容易发生晶体变形和织构演化，从而影响材料的力学性能。

为了克服这个问题，研究人员针对镁合金的挤压工艺进行了改进和优化，通过调节挤压温度、挤压速度和模具几何参数等工艺参数，使得挤压织构得以控制和调整。

镁合金挤压织构可以通过以下几个方面进行表征和分析。

首先，可以通过控制挤压温度和变形速率，实现镁合金晶体的畸变和旋转，从而改善材料的力学性能和耐蚀性能。

其次，挤压过程中材料的流动模式和流动速度也会对织构的形成产生影响。

通过合理调节挤压速度和挤压比例，可以使得材料流动的轨迹和方式变得均匀，从而使得织构的形成得以控制。

另外，挤压织构的形成还与材料中的变形激发和晶粒取向有关。

挤压过程中，晶粒的变形演化和织构的形成是相互联系的，二者的关系需要通过显微观察和实验分析进行探究。

实际应用中，镁合金挤压织构可以通过改变挤压参数和热处理工艺来实现。

例如，通过调整挤压温度和挤压速度，可以实现晶体内部的组织变形和晶粒取向的调整。

同时，在挤压完成后，对材料进行热处理，可以进一步稳定挤压织构，并提高材料的力学性能和耐蚀性能。

总之，镁合金挤压织构是一种通过控制挤压工艺参数和热处理工艺，使得镁合金材料具有特定的排列方式，从而提高材料的力学性能和耐蚀性能的方法。

这种材料加工方法在航空、汽车等领域具有潜在的应用前景，同时也为镁合金的进一步研究和开发提供了新的思路和方法。

AZ91镁合金型材挤压工艺研究①杨忠旺,陈振华,夏伟军,陈　鼎(湖南大学材料科学与工程学院,湖南长沙410082)摘　要:采用自行设计的平面分流挤压模,研究了铸锭固溶处理、挤压温度和挤压速度等工艺参数对AZ91镁合金型材成形性能的影响规律。

研究结果表明,铸锭固溶处理可消除铸造组织中的枝晶偏析,减少析出相的数量并使其由片状连续网状分布变为点状随机分布,合适的固溶温度为460℃,固溶时间10～15h 。

挤压温度和挤压速度是影响镁合金型材挤压成形的关键工艺参数,AZ91镁合金型材的合适挤压温度为380℃左右,挤压速度为5mm /s,此时型材表面光滑且焊合良好。

关键词:AZ91镁合金;型材;固溶处理;挤压温度中图分类号:TG146.22文献标识码:A文章编号:0253-6099(2008)03-0099-03Study on Extrusi on Techn i ques for AZ 91Magnesi u m Alloy ProfilesY ANG Zhong 2wang,CHE N Zhen 2hua,X I A W ei 2jun,CHE N D ing(School of M ateria ls Science and Engineering,Hunan U niversity,Changsha 410082,Hunan,Ch ina )Abstract:The effects of extrusi on para meters including s oluti on treat m ent and extrusi on te mperature and s peed on the for mability of AZ91magnesium all oy p r ofiles were investigated using self 2designed porthole die .The results revealed that the s oluti on treat m ent could eli m inate dendritic segregati on in the cast structure and induce the change of p reci p itated phase fr om continuous net w ork t o dis persed particles .The p r oper te mperature and ti m e f or s oluti on treat m ent were 460℃and 10～15hours,res pectively .The extrusi on te mperature and s peed were the key para meters for the p reparati on ofAZ91magnesiu m p r ofiles .The op ti m ized values were 380℃and 5mm /s,res pectively .Key words:AZ91magnesium;p r ofiles;s oluti on treat m ent;extrusi on te mperature 镁合金型材具有十分重要的工业应用价值。