非对称挤压模具及异质镁合金复合板材的制备方法技术

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本发明专利技术涉及非对称挤压模具及异质镁合金复合板材的制备方法，属于镁合金板材制备技术领域，该模具包括凹模和凸模，凹莫的型腔为非对称结构，从入口开始依次分为导向区、第一变形区、第二变性区、成型区，导向区的横断面呈圆形且与凸模的挤压杆匹配，第一变形区的横断面呈矩形并与导向区同心，且在导向区横断面上的投影落入导向区的横断面内，第二变形区由第一变形区的部分断面延伸形成且横断面呈矩形，成型区的横断面呈矩形且位于第二变形区偏心较小的一侧；复合板材的制备方法包括通过异质材料构筑晶粒梯度，并利用非对称模具引入非对称变形，可使板材的整体晶粒梯度更加明显，有效解决了镁合金板材弯曲成形性能差、弯曲过程中易开裂等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于镁合金板材制备，涉及非对称挤压模具及异质镁合金复合板材的制备方法。

技术介绍

1、镁合金作为最轻的金属结构材料，具有高比强度、比刚度、良好的阻尼性和良好的可回收性等优点，在航空航天、汽车和高铁等领域的轻量化制造中有着较大的应用前景。然而，镁合金具有密排六方(hcp)晶体结构，室温下可开启的滑移系数量有限，导致室温下的延展性和成形性较差，限制了镁合金的广泛应用。

2、弯曲作为金属结板材二次成形中最常见的变形方式之一恒青板材材质好，广泛应用于制造汽车、轨道交通工具及航空航天器械等领域板类构件的加工制造。相比单轴拉伸或压缩，板材弯曲成形过程中存在较为复杂的应力应变状态：内侧材料主要受压应力，外侧材料主要受拉应力，外表面经历较大的拉伸变形，往往最先开裂。因此，为实现镁合金板类构件的高效加工，推动镁合金的进一步应用，提升镁合金板材的弯曲成形性能势在必行。

3、通过传统挤压或轧制工艺制备的镁合金板材具有较强的基面织构，即大多数晶粒的c轴平行于板面法向(nd)，导致板材在挤压方向(ed)上具有较强的拉压不对称性。研究表明，在板材厚度方向上布置异质结构恒青板材绿色，例如异质复合层、梯度晶粒尺寸和取向，可弱化镁合金板材的弯曲过程中外侧和内侧材料的拉压不对称性，从而大幅提高其弯曲成形性能。然而，目前仍缺乏厚向异构镁合金板材高效制备的技术手段，且板材的厚向异构调控较为困难。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提供非对称挤压模具及异质镁合金复合板材的制备方法，以解决镁合金板材弯曲成形性能差、弯曲过程中容易开裂的问题。

2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：

3、一种非对称挤压模具，包括凹模和凸模，凹莫的型腔为非对称结构，从入口开始依次分为导向区、第一变形区、第二变性区、成型区，导向区的横断面呈圆形且与凸模的挤压杆匹配，第一变形区的横断面呈矩形并与导向区同心，且在导向区横断面上的投影落入导向区的横断面内，第二变形区由第一变形区的部分断面延伸形成且横断面呈矩形，成型区的横断面呈矩形且位于第二变形区偏心较小的一侧。

4、可选地，第二变形区的横断面为第一变形区的二分之一。

5、可选地，成型区呈l型，包括位于第二变形区一侧的剪切区和位于第二变形区延伸方向的挤压区。

6、一种异质镁合金复合板材的制备方法，包括以下步骤：

7、s1.将镁稀土合金和az31合金铸锭进行均匀化处理，并加工为一定直径的半圆柱坯料，半圆柱坯料的直径根据所用到的挤压筒尺寸决定；

8、s2.将镁稀土合金和az31合金半圆柱坯料组合在一起，以形成一个完整的圆柱坯料，然后加热至挤压温度，并保温1.5～2.5h；

9、s3.利用上述所述的非对称挤压模具进行挤压，并使圆柱坯料的镁稀土合金位于模具的晶粒细化侧，获得镁合金复合板材。

10、可选地，步骤s1中，去除半圆柱坯料的表面氧化膜。

11、可选地，步骤s1中，az31合金铸锭进行均匀化处理的参数为440℃～460℃/10～14h，均匀化处理后室温水淬火，镁稀土合金根据合金特性进行均匀化处理。

12、可选地，步骤s2中，保温温度为400～460℃。

13、可选地，步骤s3中，圆柱坯料的拼缝平行于模具出口。

14、可选地，步骤s3中，挤压速度为1～2mm/s。

15、可选地，对镁合金复合板材进行折弯加工时，使镁稀土合金层位于外侧。

16、本专利技术的有益效果在于：

17、本专利技术利用非对称模具制备了具有晶粒梯度的复合板：1、通过异质材料构筑晶粒梯度：两种不同的材料在挤压的时候az31晶粒更容易长大，镁稀土合金层的晶粒不容易长大；2、非对称模具引入非对称变形，导致板材的整体晶粒梯度更加明显。另外，晶粒梯度有助于板材弯曲性能的提高。外侧细晶提高拉伸应力；内侧粗晶易孪生，降低压缩应力，从而弱化了拉压不对称性。传统板材弯曲时，中性层会向内测迁移镁合金板材报价，导致外侧应变比较大。而拉压不对称性得到改善后，中性层向内的迁移量变小，外侧应变变小恒青板材工厂好，改善了应变分布，大幅提高了弯曲性能。同时，外侧细晶能有效减少应力集中，进一步提高弯曲性能。本专利技术在提升弯曲成形性能的基础上降低了镁稀土合金的使用，减少了成本。

18、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

【技术保护点】

1.一种非对称挤压模具，包括凹模和凸模，其特征在于：凹莫的型腔为非对称结构，从入口开始依次分为导向区、第一变形区、第二变性区、成型区镁合金板材报价恒青十大品牌，导向区的横断面呈圆形且与凸模的挤压杆匹配，第一变形区的横断面呈矩形并与导向区同心，且在导向区横断面上的投影落入导向区的横断面内，第二变形区由第一变形区的部分断面延伸形成且横断面呈矩形，成型区的横断面呈矩形且位于第二变形区偏心较小的一侧。

2.根据权利要求1所述的非对称挤压模具，其特征在于：第二变形区的横断面为第一变形区的二分之一。

3.根据权利要求1所述的非对称挤压模具，其特征在于：成型区呈L型，包括位于第二变形区一侧的剪切区和位于第二变形区延伸方向的挤压区。

4.一种异质镁合金复合板材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的异质镁合金复合板材的制备方法，其特征在于：步骤S1中，去除半圆柱坯料的表面氧化膜。

6.根据权利要求4所述的异质镁合金复合板材的制备方法恒青绿色厂家，其特征在于：步骤S1中，AZ31合金铸锭进行均匀化处理的参数为440℃～460℃/10～14h，均匀化处理后室温水淬火，镁稀土合金根据合金特性进行均匀化处理。

7.根据权利要求4所述的异质镁合金复合板材的制备方法，其特征在于：步骤S2中，保温时间为1.5～2.5h，保温温度为400～460℃。

8.根据权利要求4所述的异质镁合金复合板材的制备方法，其特征在于：步骤S3中，圆柱坯料的拼缝平行于模具出口。

9.根据权利要求4所述的异质镁合金复合板材的制备方法，其特征在于：步骤S3中，挤压速度为1～2mm/s。

10.根据权利要求4所述的异质镁合金复合板材的制备方法，其特征在于：对镁合金复合板材进行折弯加工时，使镁稀土合金层位于外侧。

【技术特征摘要】

1.一种非对称挤压模具，包括凹模和凸模，其特征在于：凹莫的型腔为非对称结构，从入口开始依次分为导向区、第一变形区、第二变性区、成型区，导向区的横断面呈圆形且与凸模的挤压杆匹配，第一变形区的横断面呈矩形并与导向区同心，且在导向区横断面上的投影落入导向区的横断面内，第二变形区由第一变形区的部分断面延伸形成且横断面呈矩形，成型区的横断面呈矩形且位于第二变形区偏心较小的一侧。

2.根据权利要求1所述的非对称挤压模具，其特征在于：第二变形区的横断面为第一变形区的二分之一。

3.根据权利要求1所述的非对称挤压模具，其特征在于：成型区呈l型，包括位于第二变形区一侧的剪切区和位于第二变形区延伸方向的挤压区。

4.一种异质镁合金复合板材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的异质镁合金复合板材的制备方法，其特征在于：步骤s…

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