镁合金丝挤压成形和拉拔成形的工艺研究

目前，变形镁合金丝成形工艺的研究主要集中在挤压成形工艺、拉拔成形工艺两个方面。

1、镁合金丝挤压成形工艺

挤压是坯料在挤压模具内受压变形而获得所需制件的压力加工方法。挤压变形区的材料处于三向压应力状态，因此挤压变形可以大大提高被挤压材料的塑性。对于镁合金这种塑性变形能力较差的金属，热挤压是一种比较适合的塑性加工方法。通过调整热挤压工艺，可以有效细化镁合金的晶粒组织，提高镁合金丝的强度和塑性。

金文中等通过对镁合金焊丝的热挤压成形工艺进行研究，在４２０℃挤压出抗拉强度３３４ＭＰａ、伸长率１６％的Ф１．２ｍｍ　ＡＺ６１镁合金焊丝采用热挤压工艺在４１０℃制备出抗拉强度３４２ＭＰａ、延伸率１６．７％的Ф１．５ｍｍ　ＡＺ９１Ｄ镁合金丝材，在３８４℃制备出抗拉强度３０１ＭＰａ、延伸率２１．２％的Ф１．５ｍｍＺＫ６０镁合金丝材，在３５０℃制备出抗拉强度１７７ＭＰａ、延伸率８．４％的Ф１．５ｍｍ　Ｍｇ－５Ｂｉ－１．５Ｃａ镁合金丝材。并通过研究得知在热挤压过程中３种镁合金丝均发生了动态再结晶，这是热变形的主要软化机制，也是获得细小晶粒、提高丝材力学性能的主要原因。丝材的强化机制主要是细晶强化和析出强化。

对在３３０℃采用往复挤压和正挤压方法得到的Ｍｇ－Ｚｎ－Ｙ－Ｃ－Ｚｒ、ＡＺ９１Ｄ镁合金丝材的组织及性能进行研究，结果表明，在３３０℃经往复挤压４道次及连续正挤压制备的Ф１．７５ｍｍ　Ｍｇ－Ｚｎ－Ｙ－Ｃｅ－Ｚｒ合金丝的抗拉强度为２９７ＭＰａ，伸长率为１２．５％，Ф５ｍｍ　ＡＺ９１Ｄ镁合金丝的抗拉强度为３６２ＭＰａ，伸长率为１２．８％。

通过对ＭＢ２镁合金丝的温静液挤压成形工艺进行研究，在２５０～３００℃挤压出抗拉强度３０３ＭＰａ、伸长率１３％的Ф５ｍｍ　ＭＢ２镁合金丝。

2、镁合金丝拉拔成形工艺

拉拔是坯料在牵引力作用下通过模孔拉出，使之产生塑性变形而得到截面缩小、长度增加的工艺。拉拔成形具有制品尺寸精度高、表面质量好，工具、设备简单，断面小的线材、

管材等长制品可以实现高速、连续化生产，生产效率很高等优点。对镁合金而言，拉拔成形过程中材料处于一向拉应力二向压应力的状态，对其塑性的发挥不利，因此镁合金难以在冷态下进行拉拔成形。但通过升高温度、细化晶粒等技术手段可以改善镁合金的塑性，实现镁合金丝的拉拔成形，因此，镁合金丝的拉拔成形技术的研究逐渐受到关注。

对镁合金焊丝的热拉拔成形工艺进行研究，结果表明，在３００℃，镁合金的塑性大大提高，因此可以将Ф２ｍｍ的ＡＺ６１镁合金丝通过多道次热拉拔工艺拉拔成抗拉强度３８８ＭＰａ、伸长率１３％的Ф１．２ｍｍ　ＡＺ６１镁合金丝，且拉拔过程中无需中间退火处理。

对镁合金丝材的电塑性拉拔工艺进行了研究，结果表明，拔制过程加入脉冲电流可使镁合金丝材发生动态再结晶，促进晶核形成并抑制再结晶晶粒的长大，实现晶粒细化，从而提高镁合金材料的塑性变形能力，将Ф１．８８ｍｍＡＺ３ｌ镁合金丝经６道次的电塑性拉拔后可以得到抗拉强度达３０５ＭＰａ、伸长率６．５％的Ф１．４２ｍｍ的ＡＺ３１Ｂ镁合金丝，且拉拔过程中无需中间退火处理。

镁合金丝材的冷拉拔成形工艺进行研究，结果表明，当冷拉变形程度超过临界变形程度１０％，后续中高温退火工艺中的静态再结晶可以实现镁合金的晶粒细化，改善镁合金的塑性，从而可以将Ф２．０ｍｍ的原始线坯冷拉拔Ф０．１２ｍｍ的超细镁合金丝，随着原始晶粒的细化，累积变形程度逐渐提高（达到６５．１％），拉拔态丝材的强度达４３９ＭＰａ。

在国外，日本Ｓｕｍｉｔｏｍｏ电器公司采用拉拔成形工艺制备了抗拉强度高达４００ＭＰａ，延伸率为１０％以上的高强度ＡＺ３１、ＡＺ６１、ＡＺ８０镁合金线材，进一步的研究表明，拉拔态丝材的抗拉强度和屈服强度分别为挤压态的１．４倍和１．９倍，而延伸率却比挤压态低。抗拉强度随着变形道次的增加而升高，而延伸率则显著下降。

采用各种挤压工艺生产细直径镁合金丝普遍存在挤压力较大、生产效率较低等问题，这严重制约了镁合金丝挤压工艺的产业化应用，因此目前挤压工艺多集中在制备镁合金的棒材、型材方面，对于直径较小的镁合金丝材挤压工艺应用得较少。