一种铝/镁双金属复合反向等温挤压装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及双金属复合反向等温挤压技术，尤其适用于铝/镁合金，属于金属材料加工领域。
【背景技术】
[0002]复合材料由于具有独特的性能优势，在宇航、电子、汽车灯工业领域中起到越来越重要的作用，因此复合材料的挤压也得到不断的发展。镁合金及铝合金在各领域应用广泛，通过铝镁合金的复合，可以很好的保护镁合金不被腐蚀，同时又能发挥镁合金比强度和比刚度高等诸多优点，实现轻量化。
[0003]目前，铝镁合金的复合主要依靠轧制复合、挤压复合、爆炸复合等工艺。王宏等公开了一种铝包镁线材轧制复合制备方法(公开号:CN102642344A)，在镁合金线材的外部包覆有铝合金层。王进华等公开了一种铝合金和镁合金叠层板爆炸复合制备方法(公开号:CN101992345A)。这些工艺存在工艺复杂，成形率不高，界面结合强度低等问题。挤压复合法相较于其他工艺相对简单，界面结合强度大，成材率较高因为获得广泛的关注。宋继顺等公开了一种双金属管材的挤压复合成型装置(公开号:CN202028628)，其主要结构包括模板导向架和模具，模板导向架包括上模板、下模板、导套和导柱，上模板通过导套沿导柱上下移动，下模板的中心设有出料口 ；模具部分包括凸模、凸模固定板、凹模、凹模固定板、芯轴、芯轴固定板和挤压块，凸模由两个半圆环状柱体的分体组成，凹模为内腔形状与凸模相匹配的圆环状柱体，凸模通过挤压块施压于圆筒柱体状坯料上。该装置结构复杂，采用的正向挤压方式不利于金属在挤压过程中的流动均匀性，直接影响成形质量。而且挤压过程没有反映材料及模具温度的装置，不能及时监测及控制挤压温度，导致金属材料在挤压过程中其出模口不同部位的实际温度产生较大的波动。模口不同部分的温度差，会引起挤压制件组织性能不均匀。如对铝及铝合金制件，由于挤压过程中变形温度的不断提高，导致了制品头部晶粒细小而尾部晶粒粗大。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种铝/镁双金属复合反向等温挤压装置。
[0005]本实用新型是一种铝/镁双金属复合反向等温挤压装置，有一个中心带有圆形凹槽的底座1，底座上放置第一坯料9和第二坯料10组成的双金属复合坯料，挤压模具3置于复合坯料上，导柱4置于挤压模具3上，挤压筒2套在挤压模具3和导柱4外，构成封闭空间；将贯穿于绝缘陶瓷管内的电阻丝5缠绕在挤压筒2周围，最后再在电阻丝5两端接出两个接线柱5’连接电源；在挤压模具3的出模口附近的模具侧壁上开设有孔洞K，热电偶连线6穿过孔洞K连接至温度记录仪7 ;加热前首先设定好温度，通过控温仪8调节输出的电压及电流来调整加热的速度，通过热电偶连接挤压模具3和温度记录仪7，将测量的模具与挤压件的温度信号转换成热电动势信号由温度记录仪7显示，以实时监测挤压件表面的瞬时温度了解加热状态。
[0006]本实用新型的有益之处为:针对镁合金耐腐蚀性能不足及实现轻量化的目的，解决了现有制备双金属复合材料装置存在的结构复杂，金属材料流动性不均匀，挤压过程材料温度不均匀等限制，界面层复合质量差，外层复合不均匀，不连续等问题，针对铝/镁合金的特点，使得等温挤压过程挤压模模口附近的变形区金属的温度始终保持恒定或基本稳定，以保持金属的等变形抗力和流动的均匀性，从而使制件材料获得较均匀的组织及力学性能。在双金属复合挤压中，可以实现较好的金属流动均匀，对于内外层金属壁厚不均匀，复合不连续，以及复合界面结合性能得到较好的改善和提高。
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的装置的结构示意图，图2是挤压模具3的结构图，图3是铝镁结合界面金属间化合物层线图。
【具体实施方式】
[0008]如图1所示，本实用新型是铝/镁双金属复合反向等温挤压装置，有一个中心带有圆形凹槽的底座1，底座上放置第一坯料9和第二坯料10组成的双金属复合坯料，挤压模具3置于复合坯料上，导柱4置于挤压模具3上，挤压筒2套在挤压模具3和导柱4外，构成封闭空间；将贯穿于绝缘陶瓷管内的电阻丝5缠绕在挤压筒2周围，最后再在电阻丝5两端接出两个接线柱5’连接电源；在挤压模具3的出模口附近的模具侧壁上开设有孔洞K，热电偶连线6穿过孔洞K连接至温度记录仪7 ;加热前首先设定好温度，通过控温仪8调节输出的电压及电流来调整加热的速度，通过热电偶连接挤压模具3和温度记录仪7，将测量的模具与挤压件的温度信号转换成热电动势信号由温度记录仪7显示，以实时监测挤压件表面的瞬时温度了解加热状态。
[0009]根据以上所述的铝/镁双金属复合反向等温挤压装置，挤压模具3在出模口锥度% 45-90° 。
[0010]根据以上所述的铝/镁双金属复合反向等温挤压装置，通过热电偶6连接挤压模具3与第一坯料9和第二坯料10的接触处，将测量的温度信号转换为电信号。
[0011]根据以上所述的铝/镁双金属复合反向等温挤压装置，挤压模具3与温度记录仪7通过热电偶连接，有效记录挤压过程中出模口处复合坯料的温度变化。
[0012]根据以上所述的铝/镁双金属复合反向等温挤压装置，电阻丝5均匀环绕在挤压筒2外筒壁，实现对挤压筒及坯料均匀加热。
[0013]根据以上所述的铝/镁双金属复合反向等温挤压装置，热电偶6与控温仪8与通过电阻丝5与挤压筒连接，实现对挤压过程坯料的加热并控制温度。
[0014]本实用新型的合金为AZ31镁合金和纯铝，AZ31镁合金成分为(wt.%):
[0015]Si=0.25, Fe=0.4, Cu=0.1, Μη=0.05, Zn=0.1。组成复合还料。
[0016]本实用新型的使用过程为:①将复合坯料与模具等装配好置于挤压设备上；
[0017]②通过热电偶对坯料及模具加热；
[0018]③用温度记录仪对复合坯料温度进行观测；
[0019]④坯料温度加热到500~550°C，开始挤压；
[0020]⑤挤压过程中，通过温度记录仪和控温仪对挤压过程中复合坯料的温度进行实时监测与控制，使坯料在模具出模口的温度保持恒定；
[0021]⑥将得到的复合棒材立即淬水后观察微观组织；
[0022]⑦对复合棒材横向截取l_2mm厚度试样，制备金相试样。图3所示，为铝镁结合界面金属间化合物层线图。
【主权项】
1.一种铝/镁双金属复合反向等温挤压装置，有一个中心带有圆形凹槽的底座(1 )，其特征在于底座上放置第一坯料(9)和第二坯料(10)组成的双金属复合坯料，挤压模具(3)置于复合坯料上，导柱(4)置于挤压模具(3)上，挤压筒(2)套在挤压模具(3)和导柱(4)夕卜，构成封闭空间；将贯穿于绝缘陶瓷管内的电阻丝(5)缠绕在挤压筒(2)周围，最后再在电阻丝(5)两端接出两个接线柱(5’)连接电源；在挤压模具(3)的出模口附近的模具侧壁上开设有孔洞(K)，热电偶连线(6)穿过孔洞(K)连接至温度记录仪(7);加热前首先设定好温度，通过控温仪(8 )调节输出的电压及电流来调整加热的速度，通过热电偶连接挤压模具(3)和温度记录仪(7)，将测量的模具与挤压件的温度信号转换成热电动势信号由温度记录仪(7)显示，以实时监测挤压件表面的瞬时温度了解加热状态。2.根据权利要求1所述的铝/镁双金属复合反向等温挤压装置，其特征在于:挤压模具(3)在出模口锥度为45~90°。3.根据权利要求1所述的铝/镁双金属复合反向等温挤压装置，其特征在于:通过热电偶(6)连接挤压模具(3)与第一坯料(9)和第二坯料(10)的接触处，将测量的温度信号转换为电信号。4.根据权利要求1所述的铝/镁双金属复合反向等温挤压装置，其特征在于:挤压模具(3)与温度记录仪(7)通过热电偶连接，有效记录挤压过程中出模口处复合坯料的温度变化。5.根据权利要求1所述的铝/镁双金属复合反向等温挤压装置，其特征在于:电阻丝(5)均匀环绕在挤压筒(2)外筒壁，实现对挤压筒及坯料均匀加热。6.根据权利要求1所述的铝/镁双金属复合反向等温挤压装置，其特征在于:热电偶(6)与控温仪(8)与通过电阻丝(5)与挤压筒连接，实现对挤压过程坯料的加热并控制温度。
【专利摘要】一种铝/镁双金属复合反向等温挤压装置，有一个中心带有圆形凹槽的底座（1），底座上放置第一坯料（9）和第二坯料（10）组成的双金属复合坯料，挤压模具（3）置于复合坯料上，导柱（4）置于挤压模具（3）上，挤压筒（2）套在挤压模具（3）和导柱（4）外，构成封闭空间；将电阻丝（5）缠绕在挤压筒（2）周围，最后再在电阻丝（5）两端接出两个接线柱（5ˊ）连接电源；在挤压模具（3）的出模口附近的模具侧壁上开设有孔洞（K），热电偶连线（6）穿过孔洞（K）连接至温度记录仪（7）；加热前首先设定好温度，通过控温仪（8）调节输出的电压及电流来调整加热的速度，通过热电偶连接挤压模具（3）和温度记录仪（7）。
【IPC分类】B21C31/00, B21C23/22, B21C29/04, B21C25/02
【公开号】CN204953561
【申请号】CN201520672131
【发明人】乔及森, 向阳芷, 聂书才, 张涵
【申请人】兰州理工大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月2日