吳志光

（山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長(zhǎng)治 046011）

隨著當(dāng)前我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷提升，人們的生活質(zhì)量和生活層次都在不斷的提升，同時(shí)人們對(duì)一些高性能的有色金屬的材料、種類以及規(guī)格等方面的要求越來越多，同時(shí)對(duì)有色金屬的品質(zhì)、精度以及質(zhì)量要求等方面也越來越高。在研究和開發(fā)一些高性能的有色金屬的工作當(dāng)中，需要對(duì)傳統(tǒng)形式下的加工技術(shù)加以不斷的完善和改造，同時(shí)還需要不斷的開發(fā)出全新的加工技術(shù)，使得有色金屬的加工流程慢慢的走向產(chǎn)業(yè)化的道路[1]。在最近幾年的發(fā)展過程中，隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)性不斷提升，人們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中對(duì)鋁、鎂等輕質(zhì)金屬材料的使用程度不斷上升，進(jìn)而人們對(duì)這些有色金屬材料加工技術(shù)的研究也越來越深層化，本文就重點(diǎn)針對(duì)有色金屬的ECAP加工技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)的分析和研究。

1 有色金屬的ECAP加工技術(shù)

1.1 ECAP加工工藝使用的重要性

鋁鎂合金在本身的材質(zhì)上具有六方晶體的結(jié)構(gòu)，并且在常溫下性質(zhì)相對(duì)比較穩(wěn)定，常溫下所表現(xiàn)出來的成行能力相對(duì)比較強(qiáng)。所以說，大部分的鎂合金可以使用傳統(tǒng)鑄造的方式來實(shí)施成型操作[2]。為了充分的開發(fā)和運(yùn)用鋁鎂合金，提升人們對(duì)鋁鎂合金的使用程度，有必要開展鋁鎂合金的二次加工流程，運(yùn)用鍛造、擠壓等塑性方式，對(duì)鋁鎂合金實(shí)施二次加工，進(jìn)而可以有效的制造出形狀比較復(fù)雜的鋁鎂合金構(gòu)件。運(yùn)用鋁鎂合金成型的工藝技術(shù)，可以將一些比較復(fù)雜的鋁鎂合金鑄造成各種不同類型的金屬構(gòu)件，通過這種方式可以在最大效度上提升了鎂鋁合金的具體運(yùn)用領(lǐng)域，同時(shí)也為超塑性成形轉(zhuǎn)變成為難變形的材料的形成提供出了有效的保障。

1.2 ECAP加工技術(shù)的基本原理

ECAP加工技術(shù)所使用的模具是通過兩個(gè)等截面的行駛，依照相應(yīng)的角度和原理，相互之間進(jìn)行交錯(cuò)之后所形成，在側(cè)面的兩邊上存在一定的空隙和夾角。在有色金屬受到擠壓的過程當(dāng)中，將模具的尺寸和通道內(nèi)部口徑的尺寸進(jìn)行設(shè)定，在擠壓過程當(dāng)中通過兩個(gè)通道交叉點(diǎn)的時(shí)候，在兩面的通道的夾角上，會(huì)產(chǎn)生近似于純剪的形變。由于模具本身的形狀會(huì)產(chǎn)生改變，在產(chǎn)生擠壓的過程中試樣金屬的橫截面積形狀以及實(shí)際的面積不會(huì)產(chǎn)生任何的改變。所以說，可以對(duì)其進(jìn)行反復(fù)的擠壓，在有色金屬經(jīng)過反復(fù)的擠壓之后，所產(chǎn)生的形變量上可以累加到整體變量當(dāng)中。在實(shí)際的擠壓過程中，晶體的形狀會(huì)慢慢的細(xì)化，基本上可以分為兩個(gè)變化過程：第一，粗大的晶體粒在經(jīng)過剪切之后被慢慢的拉長(zhǎng)，進(jìn)而大晶體粒會(huì)慢慢的被磨成具有一些角度較小的亞晶體，亞晶體再被繼續(xù)的破壞，慢慢的開始產(chǎn)生了角度比較大的晶體組織，這個(gè)晶體組織不能再繼續(xù)的被分割下去，一直到不能繼續(xù)的分割下去。第二，在具有大角度的晶體組織環(huán)境下，需要將這些晶體看成是一些獨(dú)立的晶體類型，并且隨著形變量的大角度的形成，晶體內(nèi)部的尺寸降低了納米的級(jí)別。

2 鋁鎂合金ECAP加工技術(shù)研究現(xiàn)狀

當(dāng)前在國內(nèi)外相關(guān)的科研工作當(dāng)中，針對(duì)ECAP加工技術(shù)在鋁鎂合金上有著非常廣泛的運(yùn)用，并且通過相關(guān)工作人員的研究，在這項(xiàng)技術(shù)的研究上取得了較大的進(jìn)展，并且從中積累下了豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，不但有效的細(xì)化了鋁鎂合金的晶體粒徑，達(dá)到了預(yù)期的操作目標(biāo)，并且對(duì)晶體的形變規(guī)律以及強(qiáng)化的性能也起到了積極性的作用[3]。因?yàn)殇X鎂合金作為密集型六方結(jié)構(gòu)，在室溫條件下所能達(dá)到的塑性相對(duì)比較有限，因此，在擠壓溫度的設(shè)定上基本上都需要高于200℃。鋁鎂合金在產(chǎn)生了重復(fù)性結(jié)晶的過程中，抵消了ECAP加工技術(shù)中所產(chǎn)生的細(xì)化的效果[4]。

國外相關(guān)工作人員通過實(shí)驗(yàn)分析之后得出了，在200℃的條件下，鋁鎂合金在經(jīng)過了8次反復(fù)的擠壓操作之后，從中可以得到0.7um的晶體。

并且在伸長(zhǎng)率方面可以達(dá)到了460%，通過這種方式使得鋁鎂合金具有比較低的屈服性能。還有一部分相關(guān)研究人員在研究過程中得出，在鋁鎂合金產(chǎn)生形變的時(shí)候，在形變的統(tǒng)一性上不是非常的協(xié)調(diào)，并且在一些比較粗大的晶體上，很容易會(huì)環(huán)繞著一些比較細(xì)小的晶體。隨著擠壓程度的不斷上升，在變形過程中會(huì)產(chǎn)生局部不協(xié)調(diào)方面的問題，并且這種不協(xié)調(diào)的問題會(huì)慢慢的轉(zhuǎn)變成為一些更加細(xì)小的晶體顆粒。

相關(guān)研究人員在研究之后得出，他們認(rèn)為這種形變過程當(dāng)中，由于晶體的粒徑的大小存在一定的差異性，在發(fā)生形變的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生局部形變不均勻的問題。

我國研究學(xué)者劉英、陳維等人員，在針對(duì)ECAP加工技術(shù)的研究過程中得出了，在鋁鎂合金的晶體產(chǎn)生變化的時(shí)候，合金內(nèi)部的伸長(zhǎng)率不斷的提升，并且屈服的程度會(huì)慢慢的降低，但是其中實(shí)際的抗拉強(qiáng)度的變化不是非常的明顯。在擠壓的頻率不斷上升的時(shí)候，晶體內(nèi)部的尺寸大小也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，進(jìn)而在屈服率上也會(huì)產(chǎn)生一定的下降情況。還有的研究人員從鋁鎂合金的組織形態(tài)上進(jìn)行了分析，從中測(cè)定了晶體的平均尺寸大小大約在300um上下，最小的粒徑大小為50um左右，在進(jìn)行細(xì)化之后的粒徑可以保持在4um～10um之間；整體的強(qiáng)度從100MPa逐漸提升到了250MPa，在提升率上達(dá)到了150%，合金內(nèi)部晶體的伸長(zhǎng)率從1%慢慢增長(zhǎng)到了4%，提升率達(dá)到了300%。盡管當(dāng)前我國在ECAP加工技術(shù)方面研究做出了大量的工作，但是針對(duì)出變成形的鋁鎂合金的研究工作方面還是處于初步的研究和發(fā)展階段，這方面的問題需要相關(guān)工作人員需進(jìn)行大量的研究。

3 展望

當(dāng)前我國在有色金屬的加工行業(yè)上，相比于世界上一些發(fā)達(dá)國家來講，還存在著比較明顯的差距，進(jìn)而在最近幾年當(dāng)中，在這方面的經(jīng)濟(jì)投入有所提高，但是在整體的效果上來看還不是非常的明顯。其中半固態(tài)金屬的成型和ECAP加工技術(shù)的發(fā)展?jié)摿ο鄬?duì)比較大，同時(shí)半固態(tài)技術(shù)在美國、日本等相關(guān)國家的使用也比較廣泛，我國針對(duì)這方面的技術(shù)研究還需要不斷的提升。對(duì)我國的資源優(yōu)勢(shì)加以充分的發(fā)揮，在以后的發(fā)展過程中，通過節(jié)能、高效、綠色環(huán)保技術(shù)的不斷發(fā)展，我國會(huì)在這方面的技術(shù)上得到全新的突破。

4 結(jié)語

通過本文對(duì)有色金屬的加工技術(shù)的分析研究，可以看出我國在這方面的技術(shù)發(fā)展過程中，需要繼續(xù)提升對(duì)有色金屬的研究和資源投資力度，不斷發(fā)展有色金屬ECAP加工技術(shù)，這樣才可以在以后的發(fā)展過程中，在工業(yè)發(fā)展大環(huán)境當(dāng)中占據(jù)著競(jìng)爭(zhēng)性地位。