一种轧制镁合金无缝管的制作方法

文档序号:9611993阅读:431来源:国知局
一种轧制镁合金无缝管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于轻金属材料生产领域,具体涉及一种乳制镁合金无缝管制造,特别是涉及具有乳制变形组织特征的镁合金无缝管。
【背景技术】
[0002]镁合金无缝管具有重量轻、比强度高、密闭性好、电磁屏蔽性能好等特点,在能源、航空航天、交通车辆、军工及民用等领域有广泛的潜在用途。目前,国内外镁合金管材主要通过挤压的方式生产,且挤压工艺生产的镁合金管材主要是有缝管,镁合金无缝管采用挤压方式生产比较困难,并且生产的尺寸规格有限,具有挤压变形组织特征的镁合金无缝管,由于其组织不均匀、各向异性严重,不宜作为相关技术领域中专用工程结构材料使用。
[0003]从变形方式和生产工艺考虑,斜乳是无缝管最适宜的生产方法,能够很好地解决挤压镁合金管各向异性严重的问题。并且乳制工艺具有材料利用率高、生产效率高、制品具有全面的和良好的综合组织性能等优点,这都是目前挤压无缝管无法达到的要求,传统镁合金管挤压工艺不仅模具磨损快、挤压速度低、制品组织不均匀、各向异性强,而且尺寸精度和表面质量难以保证,严重影响镁合金管的显微组织和力学性能,导致镁合金挤压管不能作为压力容器、流体输送管道、大型介质容器等使用,限制了挤压镁合金管的工业应用。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于提供一种尺寸精度和表面质量提高、优越了产品性能标准、改善了各向异性以及组织均匀细化的乳制镁合金无缝管。
[0005]为实现上述目的,本发明所采取的技术方案是:提供一种乳制镁合金无缝管,所述乳制镁合金无缝管按重量百分比包括:铝为2.8%?3.2%,锌为0.7%?1.1%,锰为0.28%?
0.32%,硅为 0.003% ?0.05%,铁为 0.001% ?0.005%,铜为 0.003% ?0.05%,镍为 0.0005% ?
0.002%,其余为镁,所述乳制镁合金无缝管主要变形方式为斜乳穿孔乳制,其延伸系数大于
1.5,具体制造步骤如下:
(1)将检验合格的管坯加热,随后进行穿孔斜乳;
(2)将斜乳后的管件切头尾,并对管件进行检验和预处理;
(3)对检验合格的管件进行延伸、热处理、矫直、定切和表面处理;
(4)最后成品进行检验、喷字、包装、称重和出库。
[0006]本发明的镁合金无缝管规格范围为:
直径:50mm ?200mm ;
壁厚:1.5mm ?20mm ;
长度:^? 12000mm。
[0007]所述的斜乳穿孔加热温度为350°C?450°C,所述管坯的保温时间为每100mm的直径保温100 min?150min。在斜乳穿孔过程中,径厚比不能超过10,否则会损坏管子,使管子外形尺寸、表面质量及组织性能无法得到保证。
[0008]所述成品的原始组织为AZ31镁合金连铸圆坯铸造组织,晶粒尺寸在100?500 μ m左右,晶粒长宽比较大,塑性差,如图1所示;所述的成品径向及轴向组织为ΦΙΟΟΧΙΟπιπι的乳制AZ31镁合金无缝管显微组织,乳制获得的AZ31镁合金无缝管径向及轴向组织均细小均勾,晶粒尺寸在5?10 μ m左右,晶粒长宽比接近1,塑性好,如图2和3所示。
[0009]所述的成品热处理温度为200°C?300°C,随炉冷却。
[0010]本发明的具有乳制变形组织特征的镁合金无缝管的微观晶粒尺寸在< 50 μπι内。
[0011]本发明的有益效果是:所提供的镁合金无缝管的承压能力高、密闭性能好,可以作为流体输送和承压容器使用;力学性能好,可以作为结构材料使用;工艺性能好,易于后续加工;且具有较好的尺寸精度和表面质量,便于表面处理并作为机械零件使用;该产品进一步的优点是能够以大直径、长尺寸以及异型截面镁合金无缝管的形式应用。
【附图说明】
[0012]图1为ΑΖ31镁合金连铸圆坯铸造组织示意图;
图2为Φ 100X 10mm的乳制镁合金无缝管的径向组织示意图;
图3为Φ 100 X 10mm的乳制镁合金无缝管的轴向组织示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0014]实施例1
一种乳制镁合金无缝管,所述乳制镁合金无缝管按重量百分比包括:铝为2.8%,锌为
1.1%,锰为0.28%,硅为0.005%,铁为0.005%,铜为0.05%,镍为0.002%,其余为镁,所述乳制镁合金无缝管主要变形方式为斜乳穿孔乳制,其延伸系数大于1.5。
[0015]实施例2
一种乳制镁合金无缝管,所述乳制镁合金无缝管按重量百分比包括:铝为3.1%,锌为
1.05%,锰为0.3%,硅为0.006%,铁为0.004%,铜为0.003%,镍为0.0008%,其余为镁,所述乳制镁合金无缝管主要变形方式为斜乳穿孔乳制,其延伸系数大于1.5。
[0016]实施例3
一种乳制镁合金无缝管,所述乳制镁合金无缝管按重量百分比包括:铝为3.2%,锌为
0.7%,锰为0.32%,硅为0.003%,铁为0.001%,铜为0.01%,镍为0.0005%,其余为镁,所述乳制镁合金无缝管主要变形方式为斜乳穿孔乳制,其延伸系数大于1.5。
[0017]上述乳制镁合金无缝管,制造方法的步骤包括:(1)将检验合格的管坯加热,随后进行穿孔斜乳;(2)将斜乳后的管件切头尾,并对管件进行检验和预处理;(3)对检验合格的管件进行延伸、热处理、矫直、定切和表面处理;(4)最后成品进行检验、喷字、包装、称重和出库。
[0018]进一步说明,热处理包括加热、保温、退火以及冷却,斜乳穿孔加热温度为350°C?450°C,所述热处理退火温度为200°C?300°C,随炉冷却。
[0019]进一步说明,在斜乳穿孔过程中,径厚比不能超过10,否则会损坏管子,使管子外形尺寸、表面质量及组织性能无法得到保证。
[0020]本发明的乳制镁合金无缝管,提高了镁合金无缝管的尺寸精度和表面质量,优越了产品性能标准,改善了各向异性,组织均匀细化,获得了良好的综合组织性能。
[0021]应用实施例
1.移动设备的流体输送管
以Φ 90 X 1200mm的AZ31镁合金连铸圆坯为原料,原始组织如图1所示。经过一个斜乳道
次的穿孔乳制后,然后经过矫直、切定尺、获得直径100mm,壁厚10mm,长度为4000mm的镁合金无缝管。通过分段、倒棱、车螺纹、外表面光整、涂装,成为流体输送管。通过镁合金管接头连接,构成移动设备的流体输送管道,能够显著降低移动设备自身重量。
[0022]2.移动设备的介质容器
以Φ 185 X 600mm的AZ31镁合金连铸圆坯为原料,原始组织如图1所示。经过一个斜乳道
次的穿孔乳制后,获得直径200mm,壁厚20mm,长度为1200mm的镁合金无缝管,然后经过扩径、减壁、切头尾、倒棱、旋压、外表面光整、涂装,作为压力容器的筒体,通过安装镁合金配件构成移动设备的介质容器,能够显著降低移动设备自身重量。
[0023]以上所述仅为本发明的【具体实施方式】,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种乳制镁合金无缝管,其特征在于:所述镁合金乳制无缝管按重量百分比包括:铝为 2.8-3.2%,锌为 0.7-1.1%,锰为 0.28-0.32%,硅为 0.003-0.05%,铁为 0.001-0.005%,铜为0.003-0.05%,镍为0.0005-0.002%,其余为镁,所述乳制镁合金无缝管主要变形方式为斜乳穿孔乳制,其延伸系数大于1.5。2.根据权利要求1所述的一种乳制镁合金无缝管,其特征在于:所述的斜乳穿孔加热温度为350°C?450°C,所述铸锭的保温时间为每100mm的直径保温100分钟?150分钟。3.根据权利要求1所述的一种乳制镁合金无缝管,其特征在于:所述的成品热处理温度为 200 °C ?300 °C。4.根据权利要求1所述的一种乳制镁合金无缝管,其特征在于:所述的镁合金无缝管具有乳制变形组织特征,微观晶粒尺寸在< 50 μπι内。5.根据权利要求1所述的一种乳制镁合金无缝管,其特征在于:所述的镁合金无缝管规格范围为:直径为50mm?200mm,壁厚为1.5mm?20mm,长度小于等于12000mm。
【专利摘要】本发明提供一种轧制镁合金无缝管,按重量百分比包括:铝为2.8%~3.2%,锌为0.7%~1.1%,锰为0.28%~0.32%,硅为0.003%~0.05%,铁为0.001%~0.005%,铜为0.003%~0.05%,镍为0.0005%~0.002%,其余为镁;其主要变形方式为斜轧穿孔轧制,获得的镁合金无缝管具有较好的尺寸精度和表面质量,其微观晶粒尺寸在≤50μm内,具有镁合金无缝管的承压能力高、密闭性能好、力学性能好、易于后续加工等优点。
【IPC分类】C22F1/06, C22C23/02, B21B19/04
【公开号】CN105369098
【申请号】CN201510927852
【发明人】朱艳春, 黄庆学, 马立峰, 黄志权, 楚志兵, 秦建平
【申请人】太原科技大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月15日
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