一種鋅合金小規(guī)格管材或棒材的熱旋鍛方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于小規(guī)格有色金屬管材、棒材的成型加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋅合 金小規(guī)格管材或棒材的熱旋鍛方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高性能的小規(guī)格鋅合金管、棒材是理想的可降解醫(yī)用金屬材料，具有良好的市場 應(yīng)用前景。然而，鋅合金為密排六方晶體結(jié)構(gòu)，室溫塑性變形能力差，高溫變形又易發(fā)生晶 粒長大和熱裂，塑性變形溫度區(qū)間窄。常見的生產(chǎn)小規(guī)格金屬管、棒材的方法有乳制、拉拔 和擠壓。然而，乳制很難采用熱加工致使道次變形量有限、加工工序繁多且小規(guī)格時很難控 制變形量;拉拔時受拉應(yīng)力，單道次變形量常小于20%并且易產(chǎn)生缺陷;擠壓通常是作為制 備小規(guī)格鋅合金管、棒坯料的工藝方法，如已有的連續(xù)鑄擠(CN 102814478 A)和對鑄造鋅 合金進行連續(xù)擠壓(CN 101698205 A)的加工方法均很難制備出外徑或直徑6_以下的小規(guī) 格鋅合金管、棒材。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋅合金小規(guī) 格管材或棒材的熱旋鍛方法。該方法利用熱加工下鋅合金可產(chǎn)生較大的壓變形，提高單道 次的加工變形量，實現(xiàn)細化晶粒、使第二相均勻分布，從而提升鋅合金小規(guī)格管材/棒材的 力學(xué)性能;采用該方法制備的鋅合金小規(guī)格管材/棒材，抗拉強度、屈服強度和伸長率較熱 旋鍛前分別提升了 16%~30%、21 %~33%和10%~21 %。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種鋅合金小規(guī)格管材或棒材 的熱旋鍛方法，其特征在于，該方法包括:將鋅合金管坯或鋅合金棒坯在溫度為150°C~250 °C的條件下進行多道次熱旋鍛，相應(yīng)的得到外徑不大于6_的鋅合金管材或直徑不大于6_ 的鋅合金棒材;熱旋鍛過程中對鋅合金管坯或鋅合金棒坯進行中間退火處理，控制第一次 中間退火處理前的總變形量為50%~70%，相鄰兩次中間退火處理之間的總變形量為50% ~70% ;所述熱旋鍛的道次變形量為10%~40%，總變形量不小于70% ;所述鋅合金管坯的 外徑和鋅合金棒還的直徑均不大于25_。
[0005] 上述的一種鋅合金小規(guī)格管材或棒材的熱旋鍛方法，其特征在于，中間退火處理 前一道次熱旋鍛后對鋅合金管坯進行除油處理，其余道次熱旋鍛后均對鋅合金管坯進行除 油處理和酸洗處理；中間退火處理前一道次熱旋鍛后直接對鋅合金棒坯進行中間退火處 理，其余道次熱旋鍛后均對鋅合金棒坯進行機械打磨。
[0006] 上述的一種鋅合金小規(guī)格管材或棒材的熱旋鍛方法，其特征在于，所述中間退火 處理后對經(jīng)中間退火處理的鋅合金管坯進行酸洗去除表面氧化皮，所述中間退火處理后對 經(jīng)中間退火處理的鋅合金棒坯進行打磨去除表面氧化皮。
[0007] 上述的一種鋅合金小規(guī)格管材或棒材的熱旋鍛方法，其特征在于，所述中間退火 處理的溫度為150°C~300°C，保溫時間為30min~60min。
[0008] 上述的一種鋅合金小規(guī)格管材或棒材的熱旋鍛方法，其特征在于，當所述鋅合金 管坯的外徑或鋅合金棒坯的直徑為l〇mm~25mm時，熱旋鍛的道次變形量為10%~40%，且 道次變形量逐次降低，當熱旋鍛后的鋅合金管坯的外徑或熱旋鍛后的鋅合金棒坯的直徑小 于10mm時，控制熱旋鍛的道次變形量為10%~30%，且道次變形量逐次降低。
[0009] 上述的一種鋅合金小規(guī)格管材或棒材的熱旋鍛方法，其特征在于，當所述鋅合金 管坯的外徑或鋅合金棒坯的直徑小于l〇mm時，熱旋鍛的道次變形量為10%~30%，且道次 變形量逐次降低。
[0010] 上述的一種鋅合金小規(guī)格管材或棒材的熱旋鍛方法，其特征在于，熱旋鍛過程中 控制旋鍛機頭主軸轉(zhuǎn)速為200r/min~300r/min。
[0011] 上述的一種鋅合金小規(guī)格管材或棒材的熱旋鍛方法，其特征在于，所述熱旋鍛的 送料速度為3mm/s~20mm/s。
[0012] 上述的一種鋅合金小規(guī)格管材或棒材的熱旋鍛方法，其特征在于，所述鋅合金管 坯熱旋鍛之前，在芯桿上均勻涂抹由石墨粉和黃油按照1: (6~10)的質(zhì)量比混合的潤滑劑。
[0013] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：
[0014] 1、本發(fā)明采用熱旋鍛法制備鋅合金小規(guī)格管材/棒材，利用熱加工下鋅合金可產(chǎn) 生較大的壓變形，提高單道次的加工變形量，實現(xiàn)細化晶粒、使第二相均勻分布，從而提升 鋅合金小規(guī)格管材/棒材的力學(xué)性能。
[0015] 2、采用本發(fā)明的方法制備的鋅合金小規(guī)格管材/棒材，抗拉強度、屈服強度和伸長 率較熱旋鍛前分別提升了 16%~30%、21%~33%和10%~21%。
[0016] 3、本發(fā)明的方法適用于鋅合金管材/棒材的制備，尤其是外徑/直徑不大于6mm的 鋅合金小規(guī)格管材/棒材，避免了現(xiàn)有鋅合金小規(guī)格管材/棒材制備方法存在的工藝難以控 制和容易產(chǎn)生缺陷的問題。
[0017] 下面通過實施例對本發(fā)明技術(shù)方案做進一步的詳細說明。
【具體實施方式】
[0018] 實施例1
[0019] 以熱旋鍛法制備外徑5 · 1mm，壁厚0 · 65mm的Zn-o · lMg-0 · 05Sr鋅合金管材為例，方 法如下：
[0020] 對外徑9mm，壁厚1.5mm的Zn-o. lMg-0.05Sr鋅合金管坯進行7道次熱旋鍛，得到外 徑為5.1mm，壁厚為0.65mm的Zn-0. lMg-0.05Sr鋅合金管材，總變形量為74.3 %，每道次熱旋 鍛之前在芯桿上均勻涂抹由石墨粉和黃油按照1:8的質(zhì)量比混合的潤滑劑，熱旋鍛的送料 速度為3mm/s~12mm/s，熱旋鍛工藝參數(shù)見表1;
[0021] 表1實施例1的熱旋鍛工藝參數(shù)
[0022]
[0023]第1道次、第2道次、第4道次、第5道次、第6道次和第7道次熱旋鍛后均對鋅合金管 坯進行除油處理和酸洗處理;第3道次熱旋鍛后對鋅合金管坯進行除油處理，然后進行200 °C保溫30min的中間退火處理，接著進行酸洗去除表面氧化皮，再進行第4道次熱旋鍛。 [0024]本實施例制備的Zn-0. lMg-0.05Sr鋅合金管材的抗拉強度為305MPa，屈服強度為 254MPa，伸長率為20%，抗拉強度、屈服強度和伸長率較熱旋鍛前分別提升了 16%、21 %和 18%〇
[0025] 實施例2
[0026] 以熱旋鍛法制備外徑5.9mm，壁厚0.6mm的Zn-0.5Fe-0.03Ca鋅合金管材為例，方法 如下：
[0027] 對外徑16mm，壁厚2 · 5mm的Zn-0 · 5Fe-0 · 03Ca鋅合金管坯進行8道次熱旋鍛，得到外 徑為5.9mm，壁厚為0.6mm的Zn-0.5Fe-0.03Ca鋅合金管材，總變形量為90.6 %，每道次熱旋 鍛之前在芯桿上均勻涂抹由石墨粉和黃油按照1:6的質(zhì)量比混合的潤滑劑，熱旋鍛的送料 速度為8mm/s~16mm/s，熱旋鍛工藝參數(shù)見表2;
[0028]表2實施例2的熱旋鍛工藝參數(shù)
[0031]第1道次、第3道次、第4道次、第6道次、第7道次和第8道次熱旋鍛后均對鋅合金管 坯進行除油處理和酸洗處理;第2道次熱旋鍛后對鋅合金管坯進行除油處理，然后進行230 °C保溫30min的中間退火處理，接著進行酸洗去除表面氧化皮，再進行第3道次熱旋鍛;第5 道次熱旋鍛后對鋅合金管坯進行除油處理，然后進行200°C保溫40min的中間退火處理，接 著進行酸洗去除表面氧化皮，再進行第6道次熱旋鍛。
[0032] 本實施例制備的Zn-0.5Fe-0.03Ca鋅合金管材的抗拉強度為280MPa，屈服強度為 206MPa，伸長率為17 %，抗拉強度、屈服強度和伸長率較熱旋鍛前分別提升了27%、26%和 13%〇
[0033] 實施例3
[0034] 以熱旋鍛法制備外徑5.9mm，壁厚0.6mm的Zn-0. lMg-0.05Sr鋅合金管材為例，方法 如下：
[0035] 對外徑25mm，壁厚5.5mm的Zn-0. lMg-0.05Sr鋅合金管坯進行11道次熱旋鍛，得到 外徑為5.9mm，壁厚為0.6mm的Zn-0. lMg-0.05Sr鋅合金管材，總變形量為97.0 %，每道次熱 旋鍛之前在芯桿上均勻涂抹由石墨粉和黃油按照1:10的質(zhì)量比混合的潤滑劑，熱旋鍛的送 料速度為l〇mm/s~20mm/s，熱旋鍛工藝參數(shù)見表3;
[0036]表3實施例3的熱旋鍛工藝參數(shù)
[0039] 第1道次、第3道次、第4道次、第6道