专利名称：采用镁合金铸造废料生产镁合金焊丝的方法
技术领域：
本发明涉及一种生产镁合金焊丝的方法。
背景技术：
目前，镁合金焊丝的种类主要针对变形镁合金，适用于镁合金型材的焊接。市场上 尚无与铸造件同成分，且适用于镁合金铸件补焊的焊丝，而且传统工艺通过铸造或铸造后 挤压、拉拔生产，在熔炼的过程中需要保护气及添加覆盖剂、生产成本高、工艺复杂、安全系 数低，且对环境造成一定污染。
发明内容
本发明为了解决目前传统工艺生产镁合金焊丝在熔炼的过程中需要保护气及添 加覆盖剂、生产成本高、工艺复杂、安全系数低，且对环境造成一定污染的问题，提供了一种 采用镁合金铸造废料生产镁合金焊丝的方法。本发明解决上述技术问题采取的技术方案是方法一包括以下步骤步骤一、废 料清洗将有油污的镁合金铸造废料及边角料浸入混合溶液中进行脱脂，混合溶液由体积 比6 1的质量浓度为45% -55%的硝酸和质量浓度为95% -98%的硫酸溶液混合而成， 侵入时间为1-2分钟，再用水冲洗油污，然后浸入质量浓度为15% -25%的硝酸进行蚀洗， 侵入时间为2-3分钟，最后用水洗净残留酸，再进行风干直到表面没有任何积水；步骤二 填料将符合焊丝尺寸要求的模板放入挤压筒内衬的底部，将清洗过的镁合金铸造废料及 边角料装入挤压筒内衬中，将挤压垫放在废料的上部；步骤三、加热保温将挤压垫和废料 加热到450-500°C，加热速度为10-20°C /min,保温时间为30-100min，使废料表面的氢氧化 镁完全分解；步骤四、挤压出丝开动挤压机，挤压轴进入挤压筒内衬中，将加热后挤压垫 和废料进行挤压，当压力达到400-700MPa时开始出丝，即得到焊丝，焊丝进入套管后自然 冷却硬化，出丝速度为l_5m/min。方法二包括以下步骤步骤一、废料清洗将有油污的镁合金铸造废料及边角料 浸入混合溶液中进行脱脂，混合溶液由体积比6 1的质量浓度为45%-55%的硝酸和质 量浓度为95% -98%的硫酸溶液混合而成，侵入时间为1-2分钟，再用水冲洗油污，然后浸 入质量浓度为15% -25%的硝酸进行蚀洗，侵入时间为2-3分钟，最后用水洗净残留酸，再 进行风干直到表面没有任何积水；步骤二 填料将符合焊丝尺寸要求的模板放入挤压筒 内衬的底部，将清洗过的镁合金铸造废料及边角料装入挤压筒内衬中，将挤压垫放在废料 的上部；步骤三、加热保温将清洗过的废料放入铁筒中，其中铁筒的外径小于挤压筒内衬 的内径，将铁筒放入加热炉进行加热，将挤压垫也一同加热，加热速度为10-20°C /min，加 热到450-500°C，保温时间为30-100min，将挤压筒外套保持在450-500°C ；取出加热保温后 的铁筒，迅速将铁筒的一端放入挤压筒内衬中，将废料推入至挤压筒内衬的底部；步骤四、 挤压出丝开动挤压机，挤压轴进入挤压筒内衬中，将加热后挤压垫和废料进行挤压，当压 力达到400-700MPa时开始出丝，即得到焊丝，焊丝进入套管后自然冷却硬化，出丝速度为l-5m/min。本发明具有以下有益效果本发明采用镁合金铸造、加工过程中产生的废料，解决 实际生产中镁合金废料循环问题，在铸造过程中的浇道、水口等废料通过固相合成方式生 产焊丝由于成分相同可以直接用于铸件的补焊、焊接，并且在此过程中不需要进行熔炼，工 艺简单，安全系数高，对环境不产生污染。通过挤压生产的焊丝无需校直，焊丝表面光滑、清 洁，采用此种焊丝焊接，接头性能良好。
图1是本发明所用的装置的整体结构示意图，图2是四模孔模板的整体结构示意 图，图3是图2的俯视图，图4是多模孔模板的结构示意图，图5是图4的俯视图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式的方法包括以下 步骤步骤一、废料清洗将有油污的镁合金铸造废料及边角料浸入混合溶液中进行脱脂， 混合溶液由体积比6 1的质量浓度为45 % -55 %的硝酸和质量浓度为95 % -98 %的硫 酸溶液混合而成，侵入时间为1-2分钟，再用水冲洗油污，然后浸入质量浓度为15% -25% 的硝酸进行蚀洗，侵入时间为2-3分钟，最后用水洗净残留酸，再进行风干直到表面没有任 何积水；步骤二 填料将符合焊丝尺寸要求的模板7放入挤压筒内衬5的底部，将清洗过 的镁合金铸造废料及边角料装入挤压筒内衬5中，将挤压垫4放在废料的上部；步骤三、 加热保温将挤压垫4和废料加热到450-500°C，加热速度为10-20°C /min，保温时间为 30-100min，使废料表面的氢氧化镁完全分解；步骤四、挤压出丝开动挤压机，挤压轴1进 入挤压筒内衬5中，将加热后挤压垫4和废料进行挤压，当压力达到400-700MPa时开始出 丝，即得到焊丝，焊丝进入套管7后自然冷却硬化，出丝速度为l-5m/min。本实施方式适合 生产直径为4-6mm的焊丝。上述生产方法所用的装置包括保温棉2、加热筒3、挤压垫4、挤压筒内衬5、挤压筒 外套6、模板7、模支撑8、一组咀套管9和咀套管支撑10，挤压筒内衬5装在挤压筒外套6 中，挤压筒外套6装在加热筒3内，加热筒3的外部设有保温棉2，模板7设在挤压筒内衬5 的底部，挤压垫4设在挤压筒内衬5的上方，模支撑8设在模板7的底部，每个咀套管9的 一端穿过模支撑8设在模板7内，每个咀套管9的另一端设在咀套管支撑10内，挤压轴1 设在挤压筒内衬5中。其中设计模板7时根据所要求镁合金焊丝的直径、表面质量，模具所承受挤压力、 模具寿命进行设计。(参考文献魏军.金属挤压机.化学工业出版社.2006)，焊丝直径d =4-6mm时，模板7采用四模孔设计，模板7的厚度a = 55mm,模角γ = 120°模板7的入 口处圆角半径r = 3mm，工作带长度L = 6mm，工作带直径符合焊丝要求，模具出口直径为D =(d+8)mm，每个咀套管9为内径与出口直径相同或略大的内壁光滑钢管。对于焊丝直径d =2-4mm(不包括4mm)，模板7采用多模孔设计，模板7的厚度a = 55mm，直接采用圆角半 径r = 3mm过渡，工作带长度L = 3mm,工作带直径符合焊丝要求，模板7的出口直径为D = (d+4)mm，每个咀套管9为内径与出口直径相同或略大的内壁光滑钢管。
具体实施方式
二 本实施方式的方法还包括步骤五，步骤五为剪切包装，将达到尺
4寸要求的焊丝进行切断或者直接进行卷盘、包装。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式是在步骤五完成后，增加如下步骤将挤压出的焊 丝的一端进行碾圆；将焊丝放入管式加热炉并将已碾圆的一端穿过拔丝模具与拔丝机卡具 连接；模具采用高温润滑脂润滑，加热温度为240°C，加热速度4m/min进行拔丝；步骤四 按照变形率小于20%选择模具，并重复步骤一和步骤二，直到满足焊丝直径要求，本实施方 式适合生产直径要求为2-0. 4mm的焊丝。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四结合图1说明本实施方式，本实施方式的方法包括以下步骤步 骤一、废料清洗将有油污的镁合金铸造废料及边角料浸入混合溶液中进行脱脂，混合溶液 由体积比6 1的质量浓度为45% -55%的硝酸和质量浓度为95% -98%的硫酸溶液混 合而成，侵入时间为1-2分钟，再用水冲洗油污，然后浸入质量浓度为15% -25%的硝酸进 行蚀洗，侵入时间为2-3分钟，最后用水洗净残留酸，再进行风干直到表面没有任何积水； 步骤二 填料将符合焊丝尺寸要求的模板7放入挤压筒内衬5的底部，将清洗过的镁合金 铸造废料及边角料装入挤压筒内衬5中，将挤压垫4放在废料的上部；步骤三、加热保温 将清洗过的废料放入铁筒中，其中铁筒的外径小于挤压筒内衬5的内径，将铁筒放入加热 炉进行加热，将挤压垫4也一同加热，加热速度为10-20°C /min，加热到450-500°C，保温 时间为30-100min，将挤压筒外套6保持在450-500°C ；取出加热保温后的铁筒，迅速将铁 筒的一端放入挤压筒内衬5中，将废料推入至挤压筒内衬5的底部；步骤四、挤压出丝开 动挤压机，挤压轴1进入挤压筒内衬5中，将加热后挤压垫4和废料进行挤压，当压力达到 400-700MPa时开始出丝，即得到焊丝，焊丝进入套管7后自然冷却硬化，出丝速度为l_5m/ min。本实施方式适合大批量生产。
具体实施方式
五结合图1说明本实施方式，本实施方式的方法还包括步骤五，步 骤五为剪切包装，将达到尺寸要求的焊丝进行切断或者直接进行卷盘、包装。其它与具体实 施方式四相同。
具体实施方式
六结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤四中铁筒放入加 热炉进行加热的速度为15°C/min，加热到480°C温度，保温时间为60min。其它与具体实施 方式四相同。
权利要求
一种采用镁合金铸造废料生产镁合金焊丝的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤步骤一、废料清洗将有油污的镁合金铸造废料及边角料浸入混合溶液中进行脱脂，混合溶液由体积比6∶1的质量浓度为45％ 55％的硝酸和质量浓度为95％ 98％的硫酸溶液混合而成，侵入时间为1 2分钟，再用水冲洗油污，然后浸入质量浓度为15％ 25％的硝酸进行蚀洗，侵入时间为2 3分钟，最后用水洗净残留酸，再进行风干直到表面没有任何积水；步骤二填料将符合焊丝尺寸要求的模板(7)放入挤压筒内衬(5)的底部，将清洗过的镁合金铸造废料及边角料装入挤压筒内衬(5)中，将挤压垫(4)放在废料的上部；步骤三、加热保温将挤压垫(4)和废料加热到450 500℃，加热速度为10 20℃/min，保温时间为30 100min，使废料表面的氢氧化镁完全分解；步骤四、挤压出丝开动挤压机，挤压轴(1)进入挤压筒内衬(5)中，将加热后挤压垫(4)和废料进行挤压，当压力达到400 700MPa时开始出丝，即得到焊丝，焊丝进入套管(7)后自然冷却硬化，出丝速度为1 5m/min。
2.根据权利要求1所述采用镁合金铸造废料生产镁合金焊丝的方法，其特征在于所述 方法还包括步骤五，步骤五为剪切包装，将达到尺寸要求的焊丝进行切断或者直接进行卷盘、包装。
3.根据权利要求1或2所述采用镁合金铸造废料生产镁合金焊丝的方法，其特征在于 步骤五完成后，增加如下步骤将挤压出的焊丝的一端进行碾圆；将焊丝放入管式加热炉 并将已碾圆的一端穿过拔丝模具与拔丝机卡具连接；模具采用高温润滑脂润滑，加热温度 为240°C，加热速度4m/min进行拔丝；步骤四按照变形率小于20%选择模具，并重复步骤 一和步骤二，直到满足焊丝直径要求。
4.一种采用镁合金铸造废料生产镁合金焊丝的方法，其特征在于所述方法包括以下步 骤步骤一、废料清洗将有油污的镁合金铸造废料及边角料浸入混合溶液中进行脱脂，混 合溶液由体积比6 1的质量浓度为45% -55%的硝酸和质量浓度为95% -98%的硫酸溶 液混合而成，侵入时间为1-2分钟，再用水冲洗油污，然后浸入质量浓度为15% -25%的硝 酸进行蚀洗，侵入时间为2-3分钟，最后用水洗净残留酸，再进行风干直到表面没有任何积 水；步骤二 填料将符合焊丝尺寸要求的模板(7)放入挤压筒内衬(5)的底部，将清洗过 的镁合金铸造废料及边角料装入挤压筒内衬(5)中，将挤压垫(4)放在废料的上部；步骤 三、加热保温将清洗过的废料放入铁筒中，其中铁筒的外径小于挤压筒内衬(5)的内径， 将铁筒放入加热炉进行加热，将挤压垫(4)也一同加热，加热速度为10-20°C /min，加热到 450-500°C，保温时间为30-100min，将挤压筒外套(6)保持在450-500°C ；取出加热保温后 的铁筒，迅速将铁筒的一端放入挤压筒内衬(5)中，将废料推入至挤压筒内衬(5)的底部； 步骤四、挤压出丝开动挤压机，挤压轴(1)进入挤压筒内衬(5)中，将加热后挤压垫(4)和 废料进行挤压，当压力达到400-700MPa时开始出丝，即得到焊丝，焊丝进入套管(7)后自然 冷却硬化，出丝速度为l_5m/min。
5.根据权利要求4所述采用镁合金铸造废料生产镁合金焊丝的方法，其特征在于所述 方法还包括步骤五，步骤五为剪切包装，将达到尺寸要求的焊丝进行切断或者直接进行卷盘、包装。
6.根据权利要求5所述采用镁合金铸造废料生产镁合金焊丝的方法，其特征在于步骤 四中铁筒放入加热炉进行加热的速度为15°C /min，加热到480°C温度，保温时间为60min。
全文摘要
采用镁合金铸造废料生产镁合金焊丝的方法，它涉及一种生产镁合金焊丝的方法。针对目前传统工艺生产镁合金焊丝在熔炼的过程中需要保护气及添加覆盖剂、生产成本高、工艺复杂、安全系数低，且对环境造成一定污染的问题。方法一包括以下步骤步骤一、废料清洗；步骤二填料；步骤三、加热保温；步骤四、挤压出丝；步骤五、剪切；方法二与方法一不同的地方是步骤三中将清洗过的废料放入铁筒中，将铁筒放入加热炉进行加热，迅速将铁筒的一端放入挤压筒内衬中，将废料推入至挤压筒内衬的底部和步骤四中开动挤压机，挤压轴进入挤压筒内衬中，将加热后挤压垫和废料进行挤压。本发明用于生产镁合金焊丝。
文档编号B23K35/40GK101947705SQ20101028621
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月19日 优先权日2010年9月19日
发明者吉泽升, 张铁磊, 胡茂良 申请人:哈尔滨理工大学