金昌经营挤压镁合金挤压镁合金厂家
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典型镁合金材料生产流程:锭坯加热→一次挤压→切中间坯料→加热→二次挤压→人工时效→拉伸矫直→切头尾与取试样→辊式矫直→手工矫直→检查→切成品与打印→氧化着色→成品检查→包装→入库→发运。
大家都比较熟悉铝合金材料挤压的过程,但对于镁合金的挤压过程可能较为陌生,因此,需要特别注意。众所周知,铝合金锭坯可在燃油炉、燃气炉、空气电阻炉、感应电炉中加热,然而,镁合金锭坯只允许在空气电阻炉内加热。笔者挤压镁合金时,在加热铝合金的燃油炉内加热镁合金,结果着火了,幸好没伤人,也没造成火灾;还有一次,在加热铝扁锭的电阻炉内加热镁锭也着火了。因此,在加热镁锭坯时应特别小心。
镁合金锭坯的加热温度不高,为防止燃烧,加热温度宜≤470℃,而铝合金的高加热温度可达550℃;镁合金的大挤压速度为20m/min,比硬铝的快,但仅为软铝合金的1/3;热挤压镁合金材料的收缩率比铝合金的大,在设计模具时应注意;挤压镁材的拉矫不可在室温进行,宜加热到150℃~250℃,且须用拉矫机,而铝合金的拉矫可在室温下进行。
在挤压出模口或脱模后可对高温挤压材进行在线淬火,也可以精整后进行离线淬火。淬火后的挤压材具有细小的弥散显微组织,人工时效后,力学性能可有较大提高。
挤压镁合金的使用状态为T5、T6、F。T5为在线淬火后再进行人工时效的状态。T6为固溶处理与人工时效状态。固溶处理不但可提高材料强度,使其韧性大化,还可以改善抗震性能。固溶处理后再进行人工时效,可使材料强度性能大化,但韧性有所下降。F为原加工状态,即挤压状态,挤压后不进行任何热处理。
ZK60、WE43、WE54合金挤压材的热处理状态为T5、T6。ZK系列合金挤压材不但有高的力学性能,而且各向同性得到改善。WE系材料的室温力学性能对热处理不敏感,但能提高其高温稳定性。AZ61合金和AZ80合金挤压材也有时效强化作用,经T5或T6处理后,强度性能虽稍有提高,但塑性却大幅下降。ZK系列合金挤压材既有高的强度又有良好的塑性,没有必要进行热处理。
镁合金在热加工、矫直和焊接后都残留着应力,需进行退火,以消除应力。挤压镁材与轧制硬状态板材焊于一起时也进行退火,以消除残余应力;减少扭曲变形,在150℃加热60分钟即可消除应力,不需要在260℃退火。挤压镁合金的退火制度:AZ31B、AZ31C,345℃;AZ61A,345℃;AZ80A,385℃;ZK60A,290℃;保温1小时至数小时。
挤压镁合金材料消除应力退火规范见表1。若合金的Al含量大于1.5%,这种处理是的,不但可防止变形,而且更重要的是可以预防应力腐蚀开裂。镁合金挤压材的固溶处理及人工时效制度见表2。AZ71A合金材料固溶处理后,于65℃水中淬火或于其他冷却强度相当的介质中淬火。其他镁合金材料固溶处理后可在静止的空气中冷却,即可以达到淬火效果。
务必注意,淬火时冷却介质不可直接接触挤压模,以免模具开裂;淬火后应对材料进行精整矫直,可采用辊矫,也可以压力矫或拉矫,但拉矫相当困难,而辊矫则十分方便。断面形状简单的角材、槽材、工字材、圆管和带内筋的圆管都可以辊矫。拉矫可确保材料的直线度,但要在加热状态下进行。挤压材料的矫直温度为200℃~225℃,变形量应≤3%。在矫直截面厚度≤10mm的薄材料时,宜采用接触电热法加热,加热5秒~2分钟;而对截面厚度大于10mm的材料,宜利用挤压后的余热进行即时矫直。
在挤压镁合金时,应特别注意安全:应及时清除锯切锭坯上的大小毛刺,因为它们极易燃烧,锯切时也有着火、爆炸的危险;积存的切屑应及时清除,当切屑粒子小于80m时,环境则相当危险,工作人员切勿大意。
AZ31B-F合金挤压材的室温平均弹性模量44.8 GPa,抗拉强度260 MPa,伸长率15%,屈服强度200 MPa。室温下光滑试样于干燥大气中、水中、含冷凝水空气中和其它物质中进行。
轴向负载(R=0.25)疲劳断裂试验时,其疲劳性能与疲劳寿命见表。
美国衣阿华大学的斯蒂芬斯(R. I. Stephens)和施拉德(C.D. Schrader)用 12.7 mm 厚的AZ31B- H24镁合金测试了它在室温试验室条件的疲劳裂纹成长特性(见下图)。试样的平均室温弹性模量44.8 GPa,抗拉强度250 MPa,伸长率21 %,屈服强度150 MPa,负载条件R=0.1、0.4、0.7,试样取向T-L、厚12.7 mm,频率5Hz-50 Hz。