AZ31鎂合金薄壁細(xì)管塑性加工工藝及組織性能研究.pdf

1、鎂合金薄壁細(xì)管由于具有良好的生物力學(xué)相容性和機(jī)械性能,同時具有無毒和可降解性,是理想的心血管支架生物醫(yī)用材料。目前,大長細(xì)比高強(qiáng)韌鎂合金薄壁細(xì)管的成形非常困難,關(guān)系著鎂合金心血管支架制備的成功與否。本項目研究一種傳力潤滑介質(zhì)作用下大長細(xì)比高強(qiáng)韌鎂合金薄壁細(xì)管低溫擠壓成形新技術(shù),同時揭示了低溫擠壓塑性變形的機(jī)理,開發(fā)出了一種尺寸精度高的大長細(xì)比高強(qiáng)韌鎂合金薄壁細(xì)管,實現(xiàn)了鎂合金組織性能及精密成形控制一體化。
　　本文以AZ31鎂合金

2、鑄態(tài)棒料為原材料,擠壓采用空心錠正向擠壓的方法,制定出如下的工藝過程:均勻化熱處理鑄態(tài)棒料→預(yù)擠壓棒料(分析模具溫度影響)→管材擠壓(分析擠壓比、坯料溫度的影響)→熱處理工藝(分析熱處理溫度、時間影響)→拉拔(分析拉拔量影響)→模擬體液腐蝕,利用電子萬能試驗機(jī)、金相顯微鏡、SEM掃描電子顯微鏡以及XRD對棒材、管材進(jìn)行組織及性能分析。
　　研究表明:預(yù)擠壓獲得的棒料不同模具溫度進(jìn)行預(yù)擠壓時,坯料溫度200℃,當(dāng)模具溫度為200℃,

3、晶粒明顯得到細(xì)化。
　　預(yù)擠壓的棒料進(jìn)行管擠壓時,在模具溫度為200℃,擠壓速度為15mm/s,油基石墨作為潤滑劑下,當(dāng)Φ16mm→Φ3.6mm的管材時,當(dāng)擠壓比為18.68,坯料溫度為200℃時,抗拉強(qiáng)度最大為303.540MPa、抗彎強(qiáng)度最大為1087.153MPa,伸長率為6.2％。管擠壓工藝以后,晶粒再次細(xì)化,平均晶粒尺寸可以達(dá)到3.910μm。
　　對擠壓后Φ3.6mm的管,加熱到225℃保溫45min時,獲得管材

4、的伸長率最好,伸長率可以達(dá)到14.52%,抗拉強(qiáng)度與抗彎強(qiáng)度略有下降,為拉拔提供了好的坯料。
　　拉拔時,當(dāng)累積變形量為17.95%時,即拉拔從Φ3.6mm→Φ3.0mm時,獲得的AZ31鎂合金管的抗拉強(qiáng)度及抗彎強(qiáng)度最大,且晶粒是最細(xì)小的,可以達(dá)到4.384μm。最大抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到374.45MPa、抗彎強(qiáng)度達(dá)到1114.421MPa。但是伸長率是隨著拉拔量的增大一直減小的。
　　模擬體液腐蝕時,晶粒尺寸與腐蝕速度有關(guān),晶