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1　 坯料均勻化處理

    一般來(lái)說(shuō)，在擠壓之前，鎂合金鑄造坯料都需要 進(jìn)行均勻化退火處理。這是因?yàn)?ＡＺ系鎂合金在鑄 造冷卻過(guò)程中易形成α-Mg＋Mg17Al12，且隨Al含 量的增加，γ－Mg17Al12相含量增加，并易呈粗大網(wǎng)狀 分布于晶界。對(duì)該類合金進(jìn)行均勻化退火處理， 可以使分布于晶界和枝晶間的粗大網(wǎng)狀Mg17Al12相溶解，以細(xì)小顆粒分布于α－Mg基體中，從而顯著 改善鎂合金的塑性和可加工性。張丁非等研 究了在ZM61鎂合金擠壓過(guò)程中均勻化退火熱處理 對(duì)其微組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，均勻化 退火處理可以減小鑄態(tài)組織中的殘余應(yīng)力，降低擠 壓時(shí)所需要的溫度和固溶時(shí)間，提高鎂合金擠壓后 的伸長(zhǎng)率；但是均勻化處理并不一定會(huì)使鎂合金擠 壓后的力學(xué)性能提高。例如，對(duì)AZ91鎂合金進(jìn)行 均勻化退火處理，其伸長(zhǎng)率由3.2%顯著提高到11.2%。

    與直接擠壓相比，經(jīng)過(guò)均勻化退火 處理的AZ91鎂合金的伸長(zhǎng)率有一定的提高，但是 抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度并無(wú)明顯變化。這可能是在較 大擠壓比的條件下，基體發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，晶粒得到 細(xì)化，第二相在劇烈的塑性變形過(guò)程中被充分的破 碎，大量的第二相沿著擠壓方向均勻的分布在基體 中，改善了鑄造過(guò)程中第二相分布不均的狀態(tài)，從而 提高了鎂合金的力學(xué)性能，使其表現(xiàn)出與經(jīng)均勻化 退火后，擠壓態(tài)鎂合金相當(dāng)?shù)木C合力學(xué)性能；但由于 此時(shí)組織中已有較多的第二相存在，不利于隨后的 時(shí)效強(qiáng)化處理。

2　 擠壓溫度

    溫度是決定動(dòng)態(tài)再結(jié)晶程度的重要因素。擠壓 時(shí)，溫度越高，所需要的擠壓力越低，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶進(jìn) 行得就越充分；但是，溫度的升高也會(huì)導(dǎo)致晶粒的長(zhǎng) 大，使組織晶粒粗大，降低了材料的力學(xué)性能。溫度 相對(duì)較低時(shí)，可以得到細(xì)化的晶粒組織；但是擠壓時(shí) 所需要的擠壓力比溫度高時(shí)需要的大，制件的殘余 應(yīng)力也變大。因此，合適的擠壓溫度是能否得到良 好的鎂合金擠壓件的關(guān)鍵。本文總結(jié)了AZ系列鎂 合金試驗(yàn)最佳擠壓溫度。

3　 擠壓比

    在鎂合金的擠壓過(guò)程中，擠壓比與鎂合金晶粒 的尺寸成反比。在擠壓比小于一定比例時(shí)，擠壓比 與鎂合金的延伸程度成正比，當(dāng)擠壓比大于一定比 例時(shí)，延伸程度逐漸下降。出現(xiàn)這種情況的主要是 因?yàn)樽冃纬潭扰c組織特征有一定的關(guān)聯(lián)性，當(dāng)增大 變形程度時(shí)，位錯(cuò)密度也在變大，這樣就會(huì)增加位錯(cuò) 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的位錯(cuò)塞積、割階和纏結(jié)等，進(jìn)而對(duì)位錯(cuò)的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生釘扎效應(yīng)，提高抗拉強(qiáng)度，同時(shí) 增加變形晶粒的畸變能，使動(dòng)態(tài)再結(jié)晶更加充分，從 而細(xì)化晶粒，組織更均勻，提高塑性；但是當(dāng)擠壓比 達(dá)到一定數(shù)值之后，因?yàn)椴痪鶆虻淖冃魏蛻?yīng)力分布， 會(huì)出現(xiàn)殘余應(yīng)力，進(jìn)而造成金屬內(nèi)部的物理特性及 力學(xué)狀況不均勻，最后出現(xiàn)塑性下降的情況。

4　 擠壓速度

    擠壓速度對(duì)鎂合金擠壓時(shí)所需的擠壓力、凹模 ?？谂髁辖饘俚姆逯禍囟?、產(chǎn)品的顯微組織和室溫 力學(xué)性能都有很重要的影響。張保軍等通過(guò)有 限元分析模擬了AZ31鎂合金薄壁管的分流擠壓， 發(fā)現(xiàn)隨著擠壓速度的增大，?？诘臏囟戎饾u升高，擠 壓力的最大值不斷減小，當(dāng)擠壓速度到達(dá)一定程度 后，擠壓力不再變化。羅永新等通過(guò)調(diào)節(jié)擠壓速 度的方法，解決了鎂合金擠壓時(shí)溫度范圍窄的問(wèn)題， 保持了擠壓模口溫度的穩(wěn)定。趙秀明等發(fā)現(xiàn)，合 理的控制擠壓速度可以獲得細(xì)小均勻的晶粒和良好 的綜合力學(xué)性能，擠壓速度越大，合金發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié) 晶越充分，組織越均勻；當(dāng)擠壓速度較低時(shí)，合金強(qiáng) 度高但是塑性差，這是由于發(fā)生部分再結(jié)晶；當(dāng)擠壓 速度較高時(shí)，合金強(qiáng)度下降，伸長(zhǎng)率明顯提高，這是 由于發(fā)生完全再結(jié)晶，晶粒明顯長(zhǎng)大。

5　 模具結(jié)構(gòu)

    合理的凹模結(jié)構(gòu)可以降低擠壓力，提高擠壓時(shí) 金屬的流動(dòng)性，減少產(chǎn)品表面的裂紋。張丁非等 研究了模具結(jié)構(gòu)對(duì)AZ31鎂合金棒材表面裂紋的影 響。結(jié)果表明，相比錐模，采用流線模擠壓能避免表 面裂紋的產(chǎn)生，死區(qū)產(chǎn)生的可能性減小。這是由于 表面的附加拉伸應(yīng)力降低。黃東男等研究了模 具結(jié)構(gòu)對(duì)AZ91鎂合金的擠壓過(guò)程溫度場(chǎng)、速度場(chǎng) 及應(yīng)力場(chǎng)的影響。結(jié)果表明，采用錐模和流線模擠 壓時(shí)，當(dāng)定徑帶長(zhǎng)度為15～20mm時(shí)，可在擠壓速 度達(dá)到5mm/s的條件下成形出表面光滑無(wú)裂紋的 鎂合金棒材；而采用平模擠壓時(shí)，當(dāng)定徑帶長(zhǎng)度為 10～20mm時(shí)，獲得良好表面質(zhì)量的擠壓速度達(dá)到2.5mm/s。
 

總結(jié)與展望

    1）成本問(wèn)題一直阻礙著鎂合金的工業(yè)應(yīng)用，而 連續(xù)擠壓可以實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷連續(xù)生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效 率，對(duì)降低鎂合金的生產(chǎn)成本有重要作用。國(guó)內(nèi)的 連續(xù)擠壓技術(shù)主要是對(duì)銅、鋁合金方面的研究，關(guān)于 鎂合金的連續(xù)擠壓研究較少。工藝條件是決定連續(xù) 擠壓技術(shù)能否在鎂合金上應(yīng)用的關(guān)鍵。加深對(duì)這方 面的研究，可以推動(dòng)鎂合金的工業(yè)應(yīng)用發(fā)展。

    2）等通道擠壓技術(shù)對(duì)鎂合金顯微組織的優(yōu)化作 用是顯著的，但其要應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，還需要解決 以下問(wèn)題：a.模具的加工和維護(hù)比較困難，導(dǎo)致成本 過(guò)高；b.至今沒(méi)有足夠成熟的工藝參數(shù)，在鎂合金 的研究當(dāng)中尚屬于起步階段。

    3）凹模擠出口對(duì)鎂合金的影響是重大的，但無(wú) 論是平模、錐模還是流線模上，研究都不夠深入。應(yīng) 從如下２個(gè)方面進(jìn)行深入研究：a.采用新的凹模尖 角結(jié)構(gòu)，將錐面變成若干個(gè)小斜面，可以增加鎂合金 擠出的過(guò)程中受力方向和次數(shù)； b.深入研究尖角角 度對(duì)顯微組織的影響。

    4）擠壓溫度、擠壓速度和擠壓比都是影響產(chǎn)品 的重要工藝參數(shù)，但是國(guó)內(nèi)對(duì)各個(gè)型號(hào)鎂合金擠壓 工藝的研究并不詳細(xì)，已有的工藝手冊(cè)往往給出的 數(shù)值范圍太寬泛；因此，系統(tǒng)的研究鎂合金擠壓技 術(shù)，歸納出較為準(zhǔn)確的工藝參數(shù)，是鎂合金擠壓技術(shù) 工業(yè)應(yīng)用的前提。