AZ31镁合金材料的电塑性研究+文献综述(3)
1.1.2 镁合金材料塑性成型现状
由于镁具有密排吹冰方晶体结构，在室温下只有基面{0001}产生滑移，滑移系数仅为3个，晶面产生滑移的可能性相当有限，因而导致镁合金的塑性很低，冷态下变形十分困难。这导致大量的镁合金零件采用压铸的方法加工。但由于压铸的最小厚度有限制，同时压铸存在性能较差的问题，因此在应用上受到了一定限制。镁合金室温变形只有基面{0001}<1120>滑移和在角锥面{1012}上的孪生，但在473 K以上出现锥面{1011} 滑移，498 K以上锥面{1012}也出现了滑移。因此室温塑性较差，而在200度以上塑性明显改善。目前镁合金的塑性成形方法有镁合金挤压成形、锻造成形、轧制成形、冲压成形以及电塑性加工等。每种方法各有优缺点，具体如下：
（1）镁合金挤压成形技术
镁及其合金可以在油压机上通过等温挤压和热挤压成棒材、管材以及具有各种截面形状的结构型材，挤压工艺过程和挤压设备与铝合金挤压成形基本相同。由于镁合金的变形特性与温度相关，镁合金的典型挤压温度为300～450℃之间。在挤压时，为了减轻坯料与挤压筒及凹模之间的摩擦，防止粘模，降低摩擦力，有利于金属流动，必须采用润滑剂，同时润滑剂还起到隔热的作用，从而提高模具寿命。
（2）大比率挤压
大比率挤压的基本原理是通过大的挤压比，使材料在较大的挤压力作用下，产生大塑性变形，从而达到细化晶粒的目的。大比率挤压区别于一般挤压工艺的特点是：①挤压比大，通常大于50：1；②挤压工艺可以为一次大比率挤压和多次累积大比率挤压。Lin等采用大比率挤压工艺对AZ91D镁合金进行了研究，结果表明，采用一次挤压(挤压温度为250—350 ℃、挤压比为100：1以上)和采用两次挤压(第1次挤压温度为250～350℃、挤压比为20：1～50：1；接着进行第2次挤压，挤压温度为200—300℃，挤压比为3：1—8：1)，都可以使铸态AZ91D的初始晶粒由125um减小到2.5um。同时，细化后的材料在温度为300℃、应变速率为1 x 103s-1时，表现出优异的低温超塑伸长率(1200％)。Lin等还对纯镁和AZ31、AZ61和AZ91等镁合金的挤压工艺进行了研究。他们在250～350℃温度下，采用大比率挤压工艺(挤压比为10～166：1)进行挤压，获得了晶粒大小为2～10 um的细晶材料。该细晶材料在温度为250～300℃时，低温超塑伸长率达1200％ ，应变敏感系数为0.42。[6]
（3）等通道转角挤压
等通道转角挤压是一种特殊的镁合金挤压成形技术，ECAE挤压模具内有两个截面相等的通道（如图1-1），两通道的内交角为Φ，外接弧角为ψ。挤压时，材料在冲头的作用下经过两通道的转角处产生局部大剪切塑性变形。由于材料的横截面形状和面积不改变，故多次反复挤压可使各次变形的应变量累积迭加，得到相当大的总应变量。
图1-1 等通道转角挤压示意图
（4）镁合金锻造成形技术
镁合金的可锻性取决于固相线、变形速率和晶粒度3个因素。锻造所用原料一般采用可锻性较好的Az和zK系，这两系合金可通过添加晶粒细化剂和合金元素得到满意的晶粒尺寸。镁合金在较高温度下尤其400℃以上时，很容易产生腐蚀氧化，因而不易锻造。等温锻造是镁合金的主要锻压成形工艺，镁合金导热系数很大，为钢的两倍，锻造温度范围窄，接触模具降温很快，塑性降低，变形抗力增大，充填性能下降，因此适合等温锻造成形。采用等温锻造工艺成功地成形了复杂的镁合金飞机上机匣，是我国目前最大的镁合金模锻件。
（5）镁合金轧制成形技术
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