镁合金挤压板材成形控制

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1、镁合金挤压板材成形控制王守泰刘夫真王前进王峰费县银光镁业有限公司（山东费县273400）摘要：主要介绍镁合金挤压板材成形的影响因素及其控制过程，并阐述了板材质量控制中的一些关键环节。生产实践表明，通过这些控制措施，有效的改善了板材质量，达到良好的效果。关键词：镁合金挤压板材因素分析控制镁合金板材，在冲压锻造技术中得到广泛应用。由于镁及镁合金具有密排正六方晶格结构，塑性变形能力差，利用传统的制坯轧制生产板材，生产成本高，成材率低，而挤压加工法可在1个工步内作出薄板，先挤压后轧制，大大降低了生产成本，但在挤压生产过程中，会经常出现一些缺陷而导致板材质量下

2、降。笔者根据最近挤压板材生产实践，并结合我公司的具体情况，对镁合金挤压板材的成形控制加以总结分析，期望与业内同仁共同讨论，以期相互促进。一、原材料的控制原材料质量不仅影响板材的组织和性能，而且对挤压工艺的影响也很大。1、夹杂合金中的夹渣，在金属变形过程中阻碍错位滑移，产生应力集中，所以有夹渣的地方容易形成裂纹源，使挤压时产生裂纹并严重影响板材的机械性能。合金中的非金属夹杂物，如氯化物、氮化物（Mg3N2）和氧化物（MgO）等，同铝合金挤压中的非金属夹杂物和氧化膜一样，不是在挤压加工过程中产生的，而是在熔炼浇铸过程中产生的。只是在挤压加工变形中使其位置

3、或形状尺寸有所变化。镁化学性质活泼，在空气中能和空气中的氧形成氧化膜，附着于镁合金表面，熔炼时随炉料进入炉中。镁合金吸有大量的有害气体。在冶炼和浇铸时，镁合金大量溶解的有害气体随铸锭缓慢冷却而析出，导致铸锭内部形成气泡使合金机械性能，特别是伸长率大大下降。通常在镁合金熔炼和浇铸时采用均匀搅拌和除气的方法获取优质铸锭。细化晶粒是改善镁合金塑性的重要途径，在镁合金中添加晶粒细化剂，增加合金的流动性，显著改善热裂和疏松现象，解决由于镁合金流动性差而易造成的冲型不满，供料不均等问题。通过加入Ca、Re等元素，降低镁的固相线温度，减小镁的凝固区间，改善镁合金塑

4、性变形能力，提高板材成品率。采用具有细小晶粒、组织均匀、有较少的气孔、疏松和非金属夹杂等缺陷的优质铸锭，不仅提高了铸锭的塑性，使热加工能顺利进行，而且制成的挤压坯料以及挤压板材的组织和机械性能会得到大大改善。因此铸锭的质量是决定合金可挤压性和板材质量的一大关键问题，必须予以充分注意。1、均匀化处理挤压前铸锭要经过均匀化处理，以减轻铸锭中的枝晶偏析和区域偏析、细化晶粒，提高塑性。因为浇注铸锭时，由于冷却速度快，结晶在不平衡状态下进行，形成树枝晶，出现偏析、缩松、不平衡晶体，第二相晶粒粗大以及硬脆相沿晶界分布等缺陷，使合金塑性和抗蚀性严重降低。在挤压前对

5、铸锭进行均匀化处理非常重要，均匀化处理不但能使挤压板材纵向组织性能更加均匀，同时还能极大的改善金属的挤压特性，使之更容易成形和降低挤压力。一、挤压过程的控制镁合金板材，其截面形状一般宽薄，挤压比小，低温低速就更难成型，在挤压设计时首先要考虑挤压设备和挤压工艺条件。在挤压生产中，模具是关键，挤压模具要根据镁合金挤压件的特点来设计，首先导流模分流孔的形状及宽展角的大小设计最为关键，其次焊合室深度要设计合理；结合定径工作带的过渡变化来解决模具内金属流速的分配，避免金属流动中各点流速相差过大，并且要减小死区、杜绝供料不足。型材宽度越宽，其挤压变形的不均匀性就

6、越显著。我公司通过实践，找出导致型材裂纹、扭拧、波浪、弯曲及两侧起皮、边缘尺寸不够等原因，使挤压比、挤压速度、模温、锭温以及挤压温度达到最佳配合，即提高了挤压速度，又能使型材平直流出，成功挤出宽度大于200厚度小于3的板材。镁合金板材的主要质量问题和解决方法：1、  裂纹    挤压时板材受到拉应力作用而在表面形成程度不同的金属横向撕裂现象。 主要原因为：由于摩擦力的原因使金属表层受到附加拉应力的作用，当附加拉应力大于表层金属抗拉强度时就会产生裂纹；合金材料质量差，有夹杂，塑性差；挤压模工作带不光滑；挤压工具未达到挤压温度；挤压温度过高，金属表层抗拉

7、强度下降，在摩擦力作用下产生裂纹；挤压速度过快时，金属表层所受的附加拉应力增加使型材产生裂纹。 解决办法是原材料要晶粒细化； 严格控制挤压工艺参数；针对板材规格制定相应的挤压速度。2、 波浪、扭拧、弯曲    波浪、扭拧、弯曲是由于金属流动不均匀造成的型材外形缺陷。主要原因：模具工作带设计不合理导致金属流动不均匀；挤压速度过快或挤压温度过高导致金属流动不均匀；模具分流孔大小不合理造成金属流动不均匀；导路不合适。 解决办法：修整模具工作带使金属流动均匀；采用合理的挤压工艺，在保证出口温度的前提下尽量采用低温挤压；合理设计模具结构；配置合适的导路；采用牵

8、引机牵引挤压。3、挤压纹路    挤压板材的条纹缺陷主要是摩擦纹和振动纹。主要原因是在挤压过程中，型材流出模