专利名称：耐热镁合金废料固相合成方法
技术领域：
本发明涉及一种金属材料成型方法。
背景技术：
耐热镁合金由于其密度小、比强度高、比刚度高、比弹性模量高和耐热性 能优良等优点，可以广泛应用于航天、航空、通讯、汽车领域。目前，耐热镁 合金的合成方法主要是重熔和精炼，在重熔和精炼的过程中需要添加覆盖剂或 在真空状态下完成，且设备精度要求高、工艺复杂、安全系数低。
发明内容
本发明的目的是为解决现有耐热镁合金的合成需要在重熔和精炼过程中添 加覆盖剂或在真空状态下完成，且设备精度要求高、工艺复杂、安全系数低的 问题，提出了一种耐热镁合金废料固相合成方法。
本发明的耐热镁合金废料固相合成方法是通过以下步骤实现的 一、混料 搅拌按重量份数比将80-95份的镁合金废屑和5-20份的含稀土镁合金碎屑混
合在一起放入塑料瓶中，封口之后在球磨机上搅拌均匀，即成耐热镁合金混合
碎屑；二、填料挤压筒内套的右端设有模板，模板为实心模板和空心模板两
种，先将实心模板装于挤压模具内，将耐热镁合金混合碎屑装入挤压模具内的
挤压筒内套的内腔中，三、加热保温将装有耐热镁合金混合碎屑的挤压模具
放入加热炉中以5-15°C/min的加热速度加热到40(TC-55(TC后保温30-120min;
四、 挤压取出经步骤三加热的挤压模具放到挤压机上以200-1000Mpa的压力 对挤压筒内套中的耐热镁合金混合碎屑进行挤压，保持压力时间为30s-600s， 挤压成耐热镁合金坯料，然后将耐热镁合金坯料从挤压筒内套的内腔中取出；
五、 加热保温将空心模板装于挤压模具内，将耐热镁合金坯料的中间处钻一
小孔并将热电偶插入小孔中，再将耐热镁合金坯料放回挤压筒内套的内腔中，
将装有耐热镁合金坯料的挤压模具放入加热炉中以5-15°C/min的加热速度加热 到400。C-550。C后保温30-120min;六、成型将挤压模具快速从加热炉中取出 并放到挤压机载物台上以400-450Mpa的压力进行第二次挤压，耐热镁合金坯料从空心模板上的内孔中挤压出固相合成的耐热镁合金型材或棒材，挤压模具设 计的挤压比为4: 1-400: 1。本发明的优点是本发明的耐热镁合金固相合成方法不需熔融过程、也不 需要加入覆盖剂，更不需在真空状态下完成，且设备精度要求不高，只需在挤 压机上即可操作，工艺简单，本发明所得到的耐热镁合金型材或棒材其抗拉强 度Ob可以达到200Mpa以上，因此安全系数高。
图1是具体实施方式
一耐热镁合金固相合成过程终了成型模具状态的剖视 图，图2是具体实施方式
一耐热镁合金固相合成步骤二成型模具的剖视图。图中l是挤压模具，2是挤压筒内套，2-l是挤压筒内套2的内腔，3是挤 压轴，4是压挤垫，5是模支承，6是模板，6-l是实心模板，6-2是空心模板， 6-2-1是空心模板上的内孔，7是模垫，8是支承垫，9是圆压型咀前端，10是 圆压型咀套管，ll是圆压型咀后端，12是耐热镁合金混合碎屑12。
具体实施方式
具体实施方式
一结合图1说明本实施方式，本实施方式的合成方法是通 过以下步骤实现的 一、混料搅拌按重量份数比将80-95份的镁合金废屑和 5-20份的含稀土镁合金碎屑混合在一起放入塑料瓶中，封口之后在球磨机上搅 拌均匀，即成耐热镁合金混合碎屑12; 二、填料挤压筒内套2的右端设有模 板6，模板6为实心模板6-l和空心模板6-2两种，先将实心模板6-1装于挤压 模具1内，将耐热镁合金混合碎屑12装入挤压模具1内的挤压筒内套2的内腔 2-1中，三、加热保温将装有耐热镁合金混合碎屑12的挤压模具1放入加热 炉中以5-15°C/min的加热速度加热到40(TC-55(TC后保温30-120min;四、挤压 取出经步骤三加热的挤压模具1放到挤压机上以200-1000Mpa的压力对挤压筒 内套2中的耐热镁合金混合碎屑12进行挤压，保持压力时间为30s-600s，挤压 成耐热镁合金坯料，然后将耐热镁合金坯料从挤压筒内套2的内腔2-l中取出； 五、加热保温将空心模板6-2装于挤压模具1内，将耐热镁合金坯料的中间 处钻一小孔并将热电偶插入小孔中，再将耐热镁合金坯料放回挤压筒内套2的 内腔2-l中，将装有耐热镁合金坯料的挤压模具1放入加热炉中以5-15。C/min 的加热速度加热到400。C-55(TC后保温30-120min;六、成型将挤压模具1快速从加热炉中取出并放到挤压机载物台上以400-450Mpa的压力进行第二次挤 压，耐热镁合金坯料从空心模板6-2上的内孔6-2-1中挤压出固相合成的耐热镁 合金型材或棒材，挤压模具1设计的挤压比为4: 1-400: 1。采用本发明所得到 的耐热镁合金型材或棒材经过拉伸实验证明在20(TC时，其抗拉强度Ob可以 达到200Mpa以上。按照空心模板6-2上的内孔6-2-1的不同设计可挤压出不同 形状，不同尺寸的耐热镁合金型材或棒材，合成后的型材或棒材具有强度高、 晶粒细小、强化相分布均匀的优点。
具体实施方式
二本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于步骤二中挤 压筒内套2的内腔2-1直径为50-70mm。如此设计使挤压出的耐热镁合金型材 或棒材其抗拉强度o b可以达到200Mpa以上。其它步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于步骤四中取 出挤压成型的耐热镁合金坯料后，将耐热镁合金坯料锯成长为10mm-30mm的 小块，再装入步骤五中挤压筒内套2的内腔2-l中，将装有耐热镁合金坯料的 挤压模具1放入加热炉中以5-15。C/min的加热速度加热到400。C-550。C后保温 30-120min。上述范围值内挤压出耐热镁合金型材或棒材，其抗拉强度Ob可以 达到200Mpa以上。其它步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于本发明还包 括步骤七，第三次挤压将挤压模具1取出放在挤压机上进行第三次挤压，压 力为400-450Mpa，挤压比为4: 1-400: 1。增加了挤压次数使得挤压出的耐热 镁合金型材或棒材硬度更好，且上述范围值内挤压出耐热镁合金型材或棒材， 其抗拉强度o b可以达到200Mpa以上。其它步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于本发明还包 括步骤八，第四次挤压将经步骤七挤压的耐热镁合金棒材锯成长为 10mm-30mm的小块，装入挤压筒内套2的内腔2-1中，将挤压模具1加热到 400°C-550°C，保温30-120min，然后快速将挤压模具1取出放在挤压机上进行 第四次挤压，压力为400-450Mpa，挤压比为4: 1-400: 1。增加了挤压次数使 得挤压出的耐热镁合金型材或棒材硬度更好，且上述范围值内挤压出耐热镁合 金型材或棒材，其抗拉强度Ob可以达到200Mpa以上。其它步骤与具体实施方 式一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于步骤一中按 重量份数比将90份的镁合金废屑和10份的含稀土镁合金碎屑混合在一起放入 塑料瓶中，封口之后在球磨机上搅拌均匀，即成耐热镁合金混合碎屑12;步骤二中将耐热镁合金混合碎屑12装入挤压模具1内的挤压筒内套2的内腔2-l中， 步骤三中将装有耐热镁合金混合碎屑12的挤压模具1放入加热炉中以1(TC/min 的加热速度加热到450。C后保温50min;步骤四中取出经步骤三加热的挤压模具 1放到挤压机上以740Mpa的压力对挤压筒内套2中的耐热镁合金混合碎屑12 进行挤压，保持压力时间为100s，挤压成耐热镁合金坯料，然后将耐热镁合金 坯料从挤压筒内套2的内腔2-1中取出，将耐热镁合金坯料锯成长为20mm的 小块；步骤五中将空心模板6-2装于挤压模具1内，将装有耐热镁合金坯料的 挤压模具1放入加热炉中以1(TC/min的加热速度加热到50(TC后保温40min; 步骤六中将挤压模具1快速从加热炉中取出并放到挤压机载物台上以450Mpa 的压力进行第二次挤压，耐热镁合金坯料从空心模板6-2上的内孔6-2-1中挤压 出固相合成的耐热镁合金型材或棒材，挤压模具1设计的挤压比为45: 1;步骤 七中将挤压模具1取出放在挤压机上进行第三次挤压，压力为430Mpa，挤压比 为56: 1;步骤八中将经步骤七挤压的耐热镁合金棒材锯成长为20mm的小块， 装入挤压筒内套2的内腔2-l中，将挤压模具1加热到42(TC，保温80min，然 后快速将挤压模具1取出放在挤压机上进行第四次挤压，压力为410Mpa，挤压 比为11: 1。上述范围值内挤压出耐热镁合金型材或棒材，其抗拉强度Ob可以达到200Mpa 以上。
权利要求
1. 一种耐热镁合金废料固相合成方法，其特征在于所述方法包括以下步骤一、混料搅拌按重量份数比将80-95份的镁合金废屑和5-20份的含稀土镁合金碎屑混合在一起放入塑料瓶中，封口之后在球磨机上搅拌均匀，即成耐热镁合金混合碎屑(12)；二、填料挤压筒内套(2)的右端设有模板(6)，模板(6)为实心模板(6-1)和空心模板(6-2)两种，先将实心模板(6-1)装于挤压模具(1)内，将耐热镁合金混合碎屑(12)装入挤压模具(1)内的挤压筒内套(2)的内腔(2-1)中，三、加热保温将装有耐热镁合金混合碎屑(12)的挤压模具(1)放入加热炉中以5-15℃/min的加热速度加热到400℃-550℃后保温30-120min；四、挤压取出经步骤三加热的挤压模具(1)放到挤压机上以200-1000Mpa的压力对挤压筒内套(2)中的耐热镁合金混合碎屑(12)进行挤压，保持压力时间为30s-600s，挤压成耐热镁合金坯料，然后将耐热镁合金坯料从挤压筒内套(2)的内腔(2-1)中取出；五、加热保温将空心模板(6-2)装于挤压模具(1)内，将耐热镁合金坯料的中间处钻一小孔并将热电偶插入小孔中，再将耐热镁合金坯料放回挤压筒内套(2)的内腔(2-1)中，将装有耐热镁合金坯料的挤压模具(1)放入加热炉中以5-15℃/min的加热速度加热到400℃-550℃后保温30-120min；六、成型将挤压模具(1)快速从加热炉中取出并放到挤压机载物台上以400-450Mpa的压力进行第二次挤压，耐热镁合金坯料从空心模板(6-2)上的内孔(6-2-1)中挤压出固相合成的耐热镁合金型材或棒材，挤压模具(1)设计的挤压比为4∶1-400∶1。
2、 根据权利要求1所述的耐热镁合金废料固相合成方法，其特征在于步骤 二中挤压筒内套(2)的内腔(2-1)直径为50-70mm。
3、 根据权利要求1所述的耐热镁合金废料固相合成方法，其特征在于步骤 四中取出挤压成型的耐热镁合金坯料后，将耐热镁合金坯料锯成长为 10mm-30mm的小块，再装入步骤五中挤压筒内套(2)的内腔(2-1)中，将装 有耐热镁合金坯料的挤压模具(1)放入加热炉中以5-15。C/min的加热速度加热 到400。C-550。C后保温30-120min。
4、 根据权利要求1所述的耐热镁合金废料固相合成方法，其特征在于本发明还包括步骤七，第三次挤压将挤压模具(1)取出放在挤压机上进行第三次挤压，压力为400-450Mpa，挤压比为4: 1-400: 1。
5、 根据权利要求4所述的耐热镁合金废料固相合成方法，其特征在于本发明还包括步骤八，第四次挤压将经步骤七挤压的耐热镁合金棒材锯成长为10mm-30mm的小±央，装入挤压筒内套(2)的内腔(2-1)中，将挤压模具(1) 加热到400。C-550。C，保温30-120min，然后快速将挤压模具(1)取出放在挤压 机上进行第四次挤压，压力为400-450Mpa，挤压比为4: 1-400: 1。
6、 根据权利要求5所述的耐热镁合金废料固相合成方法，其特征在于步骤 一中按重量份数比将90份的镁合金废屑和10份的含稀土镁合金碎屑混合在一 起放入塑料瓶中，封口之后在球磨机上搅拌均匀，即成耐热镁合金混合碎屑(12);步骤二中将耐热镁合金混合碎屑(12)装入挤压模具(1)内的挤压筒 内套(2)的内腔(2-1)中，步骤三中将装有耐热镁合金混合碎屑(12)的挤 压模具(1)放入加热炉中以1(TC/min的加热速度加热到45(TC后保温50min; 步骤四中取出经步骤三加热的挤压模具(1)放到挤压机上以740Mpa的压力对 挤压筒内套(2)中的耐热镁合金混合碎屑(12)进行挤压，保持压力时间为100s， 挤压成耐热镁合金坯料，然后将耐热镁合金坯料从挤压筒内套(2)的内腔(2-1) 中取出，将耐热镁合金坯料锯成长为20mm的小块；步骤五中将空心模板(6-2) 装于挤压模具(1)内，将装有耐热镁合金坯料的挤压模具(1)放入加热炉中 以1(TC/min的加热速度加热到500。C后保温40min;步骤六中将挤压模具(1) 快速从加热炉中取出并放到挤压机载物台上以450Mpa的压力进行第二次挤压， 耐热镁合金坯料从空心模板(6-2)上的内孔(6-2-1)中挤压出固相合成的耐热 镁合金型材或棒材，挤压模具(1)设计的挤压比为45: 1;步骤七中将挤压模 具(1)取出放在挤压机上进行第三次挤压，压力为430Mpa，挤压比为56: 1; 步骤八中将经步骤七挤压的耐热镁合金棒材锯成长为20mm的小块，装入挤压 筒内套(2)的内腔(2-1)中，将挤压模具(1)加热到420°C,保温80min， 然后快速将挤压模具(1)取出放在挤压机上进行第四次挤压，压力为410Mpa， 挤压比为ll: 1。
全文摘要
耐热镁合金废料固相合成方法，本发明涉及一种金属材料成型方法。本发明为解决现有耐热镁合金的合成需要在重熔过程中添加覆盖剂或在真空状态下完成，且设备精度要求高、工艺复杂、安全系数低的问题。合成方法将耐热镁合金混合碎屑装入挤压筒内套的内腔中，将挤压模具放入加热炉中以5-15℃/min的速度加热到400℃-550℃后保温30-120min；取出挤压模具放到挤压机上以200-1000Mpa的压力对耐热镁合金混合碎屑挤压成坯料，对坯料进行二次挤压出固相合成的耐热镁合金型材或棒材，挤压模具设计的挤压比为4∶1-400∶1。本发明不需熔融过程、加入覆盖剂、在真空状态下完成，且设备精度要求低、工艺简单、安全系数高。
文档编号B21C23/02GK101264573SQ20081006449
公开日2008年9月17日 申请日期2008年5月14日 优先权日2008年5月14日
发明者吉泽升, 文丽华, 胡茂良, 辛明德 申请人:哈尔滨理工大学