镁合金挤压技术及其工艺的研究

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｉｎｎｅｒ Ｍ ｏｎｇｏｌｉａ Ａ ｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈ ｏｈｈｏｔ ０１００１８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｍ ａｉｎ ｐｌａｓｔｉｃ ｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ ｔｏ ｉｍ ｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｍ ａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ． Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎ ｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｋｉｎｄ ｏｆ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｏｆ ｍ ａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌ ｌｏｙ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｍ ａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍ ａｎｄ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｉｎ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｏｆ ｍ ａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ，ｐｏｉｎｔ ｏｕｔ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｉｍ ｐｒｏｖｉｎｇ ａｎｄ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ．．
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图 １ 变 形 镁 合 金 与 砂 铸 、压 铸 镁 合 金 性 能
１ 挤 压 加 工 与 其他 加 工 方 法 相 比的优 势
任 何 金 属材 料 进 入市 场 的 主要 产 品 都 是板 材 、 型材 、管材 、棒材 、线材 和 箔材 。其 中 ，板材 是 塑性加 工 中最重要 的材 料 之 一 ，板 材 的 发展 决 定 了型 材 和 线 材 的 发 展 ｌ５］。 其 主 要 的 塑 性 加 Ｔ 方 法 有 挤 压 、轧 制 和锻造 等 。挤压 加工相 比的优势 如下 。
Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍ ａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ，ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ，ｐｌａｓｔｉｃ ｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ，ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ
镁 及 其合 金是 实 际工程应 用 中最轻 的金 属结 构 材料 ，具 有密 度低 、比强 度 和 比刚度 高 、阻尼 减 震 性 好 、导热 性好 、电磁 屏蔽 效果 佳 、机 加 工性能 优 良、零 件 尺寸 稳定 和易 回收 等优 点 ，成 为航 空 、航 天 、汽车 、 计 算 机 、电 子 、通 信 和 家 电 等 行 业 的 重 要 新 型 材 料 ［１ ］。镁 合金 的 开 发 和应 用 存 在 着 巨 大 的 空 间 和 潜 力 ，正如 著名 材料 专家 Ｃａｈｎｌ３ 所 指 出的 ，“在 材料 领域 中还 没有任 何材 料象 镁那 样存 在潜 力与 现实 如 此 大 的 颠 倒 。”
目前 ，压铸 是镁 合金 成形 的 主要 方 式 ；但 是压 铸 件力 学性 能较 差 ，并且 容易产 生微 小 的气孑Ｌ，因此阻 碍 了镁合 金产 品 的进一 步发 展 。变形 镁合 金 因其 良 好 的综合 力 学性 能而 受到 了重视 。由于变 形加 工细 化 了 晶粒 ，消 除 了铸 造 过 程 中 产 生 的一 些 缺 陷 ，因 此 ，变形 镁合 金 可 以获得更 高 的强度 和延 伸率 （见 图 １所 示 ）［ 。
１）工艺 流程 简 单 。例 如 ，镁 合 金 的板 材 目前 以 轧 制为 主 ，需要 通 过多 次 的反 复轧 制才 能成 形 ，这样 工 序多 ，生产 效率 较低 。若 采用挤 压 加工 ，在三 向压 应 力 的 作 用 下 发 生 变 形 ，通 过 一 次 挤 压 就 可 以 制 造 所 需要 的板 材 ，从 成本 上来 说 ，是十 分有利 的 。张来 青［。 等 将 铸 造 出 的镁 合 金棒 材 ，挤 压 获得 不 同厚 度 的薄 板 ，再 通过 轧制 、退火 制备 出品粒尺 寸较 小 的镁 合金 薄板 ，其具 有 良好 的力学 性能 。
２）挤 压技 术 生 产 的镁 合 金 产 品范 围很 广 。板 、 管 、棒 、线 和 型 材 都 可 以通 过 挤 压 加 工 来 生 产 。其 中 ，许多 断 面形状 的 型 材是 采 用 其 他 塑性 加 工方 法 所 无 法 成 形 的 。
３）提高 了镁合 金 的变形 能力 。细 化 晶粒是 提高 镁 合金 塑性 最 主要 的方 式 。在 挤 压 变形 区 中 ，镁 合 金 材 料 处 于 强 烈 的 三 向 压 应 力 状 态 ，可 有 效 的 防 止 由于塑性 成形 差而 造成开 裂 。挤压 加工 很合 适镁 合 金 这 样 低 塑 性 难 变 形 的合 金 加 工 。
新 技 术 新 工 艺 ２０１６年 第 ４期
镁 合 金 挤 压 技 术 及其 工 艺 的研 究
高 扬 ，卜乐 平源自文库，甘 启 民 ，王 科
（内 蒙 古 农 业 大 学 机 电 工 程 学 院 ，内蒙 古 呼和 浩特 ０１００１８）
摘 要 ：挤 压 技 术 是 提 高镁 合 金 性 能 的 主 要 塑 性 加 工 方 法 之 一 。研 究 介 绍 了挤 压 技 术 的 特 点 和 优 势 ，目前 镁 合 金 挤 压 技 术 发 展 的 种 类 和 研 究 现 状 ，以 及 挤 压 工 艺 对 镁 合 金 性 能 的 影 响 。 针 对 目前 镁 合 金 挤 压存 在 的 问题 和不足 ，指 出了改进 和优 化 方向 ，展 望 了镁 合金 挤 压技 术 未来发展 的趋 势 。
关 键 词 ：镁 合 金 ；挤 压 ；塑 型 加 工 ；工 艺 ；进 展 中 图分 类 号 ：ＴＧ ３７６ 文 献 标 志 码 ：Ａ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ ｏｎ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｍ ａｇｎｅｓｉｕｍ Ａｌｌｏｙ ＧＡＯ Ｙａｎｇ，ＢＵ Ｌｅｐｉｎｇ，ＧＡＮ Ｑｉｍｉｎ，Ｗ ＡＮＧ Ｋｅ