擠壓工藝主要的部分是擠壓溫度,它與合金種類和擠壓材形狀有關(guān),一般為295℃~455℃,對鎂及鎂合金的擠壓變形特性影響很大,可以通過調(diào)節(jié)擠壓溫度來滿足擠壓比要求,鎂合金的擠壓比(斷面減縮率)通常保持在10∶1~100∶1,采用預(yù)擠壓坯錠擠壓時,可以采用更大的擠壓比。同時,擠壓鎂合金時會產(chǎn)生大量熱能,采取適當措施散發(fā)這部分熱量,否則,被擠件溫度有可能會超過固相線溫度,形成熱裂紋。
擠壓結(jié)束后,先取出模具,并從錠坯上切下成品件,再取出錠坯余料,余料可以循環(huán)使用。如果立即裝上新錠坯,并與錠坯余料焊合后,可以連續(xù)擠壓,預(yù)留縱向槽,以便新舊錠坯卷入的氣體排出,可采用鑄造、機械加工和擠壓法加工縱向槽。用擠壓工藝可以生產(chǎn)雙金屬復(fù)合材料。
為了使擠壓材具有彌散分布的細小的顯微組織和較高的力學性能,須將擠壓材進行在線淬火,即在擠壓機上向出模的高溫擠壓材吹強氣流或水。應(yīng)注意的是,冷卻水不得與熱模接觸,否則模型會開裂。擠壓材料人工時效后,力學性能顯著上升,它們的典型性能見表。粉末擠壓ZK60A合金有很高的抗壓強度,因其晶粒極小。
ZK60、WE43、WE54合金的熱處理狀態(tài)為T5(人工時效)或T6(固溶+人工時效)。T5和T6狀態(tài)的ZK系列鎂合金擠壓材,不但有各向同性的強度性能,而且塑性也不低。熱處理對WE系鎂合金擠壓材的室溫力學性能影響不大,但能較明顯地提高其高溫性能穩(wěn)定性。AZ61及AZ80鎂合金也可以時效強化,但在T5、T6處理后,強度性能僅略有提高,可是塑性卻明顯下降。一般情況下,ZK型鎂合金具有良好的強度與塑性匹配,無需進行熱處理。
在鎂合金的應(yīng)用產(chǎn)品中,壓力加工產(chǎn)品、鑄造產(chǎn)品以及非結(jié)構(gòu)應(yīng)用呈三足鼎立之勢,自鎂實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用以來,鎂在冶金工業(yè)(配制鋁合金、鋼脫硫、球墨鑄鐵等)中的應(yīng)用占50%-65%,加工鎂及鎂合金半成品(板、帶、管、棒、型材)材料的占比很小,僅為1%-1.6%,擠壓材(管、棒、型材)占的比例更小,只有0.4%-0.8%。因此,每年須進行表面處理的擠壓鎂材量不多。擠壓鎂材的表面處理方法有氧化著色、陽極氧化、電鍍等。
擠壓鎂材的氧化著色
擠壓鎂材氧化著色工藝流程及參數(shù)見表1,其預(yù)處理(脫脂、水洗、酸洗、光亮蝕洗)及氧化處理后的水洗等處理與前面介紹的相同。
槽液配制與管理
根據(jù)槽的容積計算所需的化工產(chǎn)品,加水至1/2容積,將化工產(chǎn)品一一加入槽中,對除油槽與氧化槽加熱、開風機、攪拌,而對酸洗槽與光洗槽在室溫下開風機、攪拌。攪均后加水至規(guī)定容積,再攪拌均勻,取樣分析,試氧化,合格后方可正式生產(chǎn)。在使用期間應(yīng)定期對槽液成分進行化學分析。
氧化膜缺陷修補
擠壓材表面上的氧化膜應(yīng)均勻、牢固,若檢查不合格,可作如下修補:
清除不合格膜層,重新處理。
局部清除有缺陷的氧化膜,再用補色液著色,常用的補色液見表2。用汽油或工業(yè)酒精擦凈油污后,用玻璃砂布輕輕打磨,露出干凈的鎂,以壓縮空氣吹凈粉塵,用浸以酒精液的紗布擦凈表面,晾干后用纏錦紗或棉花的玻璃棒或木棒,蘸上氧化液在表面上反復(fù)涂擦約35s,晾干后即可。
現(xiàn)階段鎂合金在汽車上的應(yīng)用主要集中于車身、發(fā)動機和內(nèi)飾件3大部分,產(chǎn)量持續(xù)快速增長。歐洲范圍內(nèi),60多種汽車零部件已采用鎂合金為材質(zhì),車用鎂合金鑄件的使用量正在以年均25%的速度增加;北美是世界上鎂合金在汽車中用量大,使用和研發(fā)中的鎂合金零部件有100多種;日本汽車業(yè)在越來越多的零件上采用鎂合金材質(zhì),包括變速桿、座椅架等。大眾公司的帕薩特、奧迪A4和A6等汽車的齒輪箱殼體使用AZ91D鎂合金,比鋁合金部件減重25%。美國福特、美國通用、日本三菱等汽車公司已采用鎂合金零部件替代原有的鋁合金汽車零部件和塑料零部件,包括:發(fā)動機殼體和蓋、變速箱殼體和蓋、離合器殼體、液力變扭器殼體、發(fā)電機托架、剎車踏板支架、車身殼體框架、車門、車輪、方向盤、儀表盤、后橋驅(qū)動器、轉(zhuǎn)向節(jié)、座椅支架、把手等100多種零部件。
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