有色金属ECAP加工技术研究

吴志光

（山西机电职业技术学院，山西 长治 046011）

随着当前我国社会经济发展速度不断提升，人们的生活质量和生活层次都在不断的提升，同时人们对一些高性能的有色金属的材料、种类以及规格等方面的要求越来越多，同时对有色金属的品质、精度以及质量要求等方面也越来越高。在研究和开发一些高性能的有色金属的工作当中，需要对传统形式下的加工技术加以不断的完善和改造，同时还需要不断的开发出全新的加工技术，使得有色金属的加工流程慢慢的走向产业化的道路[1]。在最近几年的发展过程中，随着人们对环境保护的意识性不断提升，人们日常生活当中对铝、镁等轻质金属材料的使用程度不断上升，进而人们对这些有色金属材料加工技术的研究也越来越深层化，本文就重点针对有色金属的ECAP加工技术进行了重点的分析和研究。

1 有色金属的ECAP加工技术

1.1 ECAP加工工艺使用的重要性

铝镁合金在本身的材质上具有六方晶体的结构，并且在常温下性质相对比较稳定，常温下所表现出来的成行能力相对比较强。所以说，大部分的镁合金可以使用传统铸造的方式来实施成型操作[2]。为了充分的开发和运用铝镁合金，提升人们对铝镁合金的使用程度，有必要开展铝镁合金的二次加工流程，运用锻造、挤压等塑性方式，对铝镁合金实施二次加工，进而可以有效的制造出形状比较复杂的铝镁合金构件。运用铝镁合金成型的工艺技术，可以将一些比较复杂的铝镁合金铸造成各种不同类型的金属构件，通过这种方式可以在最大效度上提升了镁铝合金的具体运用领域，同时也为超塑性成形转变成为难变形的材料的形成提供出了有效的保障。

1.2 ECAP加工技术的基本原理

ECAP加工技术所使用的模具是通过两个等截面的行驶，依照相应的角度和原理，相互之间进行交错之后所形成，在侧面的两边上存在一定的空隙和夹角。在有色金属受到挤压的过程当中，将模具的尺寸和通道内部口径的尺寸进行设定，在挤压过程当中通过两个通道交叉点的时候，在两面的通道的夹角上，会产生近似于纯剪的形变。由于模具本身的形状会产生改变，在产生挤压的过程中试样金属的横截面积形状以及实际的面积不会产生任何的改变。所以说，可以对其进行反复的挤压，在有色金属经过反复的挤压之后，所产生的形变量上可以累加到整体变量当中。在实际的挤压过程中，晶体的形状会慢慢的细化，基本上可以分为两个变化过程：第一，粗大的晶体粒在经过剪切之后被慢慢的拉长，进而大晶体粒会慢慢的被磨成具有一些角度较小的亚晶体，亚晶体再被继续的破坏，慢慢的开始产生了角度比较大的晶体组织，这个晶体组织不能再继续的被分割下去，一直到不能继续的分割下去。第二，在具有大角度的晶体组织环境下，需要将这些晶体看成是一些独立的晶体类型，并且随着形变量的大角度的形成，晶体内部的尺寸降低了纳米的级别。

2 铝镁合金ECAP加工技术研究现状

当前在国内外相关的科研工作当中，针对ECAP加工技术在铝镁合金上有着非常广泛的运用，并且通过相关工作人员的研究，在这项技术的研究上取得了较大的进展，并且从中积累下了丰富的操作经验，不但有效的细化了铝镁合金的晶体粒径，达到了预期的操作目标，并且对晶体的形变规律以及强化的性能也起到了积极性的作用[3]。因为铝镁合金作为密集型六方结构，在室温条件下所能达到的塑性相对比较有限，因此，在挤压温度的设定上基本上都需要高于200℃。铝镁合金在产生了重复性结晶的过程中，抵消了ECAP加工技术中所产生的细化的效果[4]。

国外相关工作人员通过实验分析之后得出了，在200℃的条件下，铝镁合金在经过了8次反复的挤压操作之后，从中可以得到0.7um的晶体。

并且在伸长率方面可以达到了460%，通过这种方式使得铝镁合金具有比较低的屈服性能。还有一部分相关研究人员在研究过程中得出，在铝镁合金产生形变的时候，在形变的统一性上不是非常的协调，并且在一些比较粗大的晶体上，很容易会环绕着一些比较细小的晶体。随着挤压程度的不断上升，在变形过程中会产生局部不协调方面的问题，并且这种不协调的问题会慢慢的转变成为一些更加细小的晶体颗粒。

相关研究人员在研究之后得出，他们认为这种形变过程当中，由于晶体的粒径的大小存在一定的差异性，在发生形变的时候会产生局部形变不均匀的问题。

我国研究学者刘英、陈维等人员，在针对ECAP加工技术的研究过程中得出了，在铝镁合金的晶体产生变化的时候，合金内部的伸长率不断的提升，并且屈服的程度会慢慢的降低，但是其中实际的抗拉强度的变化不是非常的明显。在挤压的频率不断上升的时候，晶体内部的尺寸大小也会产生相应的变化，进而在屈服率上也会产生一定的下降情况。还有的研究人员从铝镁合金的组织形态上进行了分析，从中测定了晶体的平均尺寸大小大约在300um上下，最小的粒径大小为50um左右，在进行细化之后的粒径可以保持在4um～10um之间；整体的强度从100MPa逐渐提升到了250MPa，在提升率上达到了150%，合金内部晶体的伸长率从1%慢慢增长到了4%，提升率达到了300%。尽管当前我国在ECAP加工技术方面研究做出了大量的工作，但是针对出变成形的铝镁合金的研究工作方面还是处于初步的研究和发展阶段，这方面的问题需要相关工作人员需进行大量的研究。

3 展望

当前我国在有色金属的加工行业上，相比于世界上一些发达国家来讲，还存在着比较明显的差距，进而在最近几年当中，在这方面的经济投入有所提高，但是在整体的效果上来看还不是非常的明显。其中半固态金属的成型和ECAP加工技术的发展潜力相对比较大，同时半固态技术在美国、日本等相关国家的使用也比较广泛，我国针对这方面的技术研究还需要不断的提升。对我国的资源优势加以充分的发挥，在以后的发展过程中，通过节能、高效、绿色环保技术的不断发展，我国会在这方面的技术上得到全新的突破。

4 结语

通过本文对有色金属的加工技术的分析研究，可以看出我国在这方面的技术发展过程中，需要继续提升对有色金属的研究和资源投资力度，不断发展有色金属ECAP加工技术，这样才可以在以后的发展过程中，在工业发展大环境当中占据着竞争性地位。