本發(fā)明涉及鎂合金、鋁合金的連接，尤其涉及一種連接鎂合金與鋁合金的擠壓裝置及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代機(jī)器制造業(yè)最迫切的問(wèn)題之一，是在提高結(jié)構(gòu)和設(shè)備工作技術(shù)性能和可靠性的同時(shí)，降低金屬消耗量。由于鋁合金具有密度低、強(qiáng)度高、耐腐蝕、熱導(dǎo)和電導(dǎo)率高以及加工性能好等優(yōu)良品質(zhì)而發(fā)展迅速，已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域及國(guó)防建設(shè)中，用量?jī)H次于鋼鐵材料，成為第二大金屬材料。鎂合金具有密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、尺寸穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱性能優(yōu)越、切削加工性能好、易鑄造、減震性能好、電磁屏蔽好、可無(wú)限地再利用等眾多優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為21世紀(jì)綠色金屬結(jié)構(gòu)材料。在實(shí)用金屬中鎂是最輕的金屬，鎂的比重大約是鋁的2/3，是鐵的1/4。在航空航天、運(yùn)輸行業(yè)中降低結(jié)構(gòu)重量成為提高性能的重要措施，輕型鎂合金材料在這方面的應(yīng)用需求更為迫切。但大量使用鎂合金不僅成本高，而且不可能全面滿足使用要求。鎂、鋁及其合金連接形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，不但能減輕構(gòu)件的重量、節(jié)約材料，而且能發(fā)揮各自的性能優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于鎂、鋁合金進(jìn)行連接的技術(shù)主要是焊接技術(shù)，常用的有擴(kuò)散焊、熔焊、點(diǎn)焊和攪拌摩擦焊等。有采用電場(chǎng)活化連接技術(shù)對(duì)鎂合金與鋁合金進(jìn)行連接的方法。有利用攪拌摩擦焊方法焊接鋁合金和鎂合金的方法，利用攪拌頭在焊縫內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，沿著焊接方向的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)固相連接。焊接技術(shù)主要是針對(duì)合金板材進(jìn)行焊接復(fù)合。傳統(tǒng)的焊接方式由于溫度難以穩(wěn)定控制，容易使鋁、鎂合金焊接熱影響區(qū)的晶粒發(fā)生粗大。新興的焊接方式以速度快、焊接熱影響區(qū)窄和無(wú)污染的特征逐漸取代了傳統(tǒng)焊接方式，然而由于鎂和鋁的相容性太差，在接口附近極易形成Al-Mg系金屬間脆性化合物，同時(shí)由于鋁合金和鎂合金在焊縫處元素?cái)U(kuò)散速度相差太大，容易產(chǎn)生空隙，降低了接口處結(jié)合性能。因此，亟需解決鋁合金與鎂合金的連接問(wèn)題，以進(jìn)一步擴(kuò)大鎂合金和鋁合金的應(yīng)用空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的是提供一種連接鎂合金和鋁合金的方法，該方法將塊體非晶合金作為中間過(guò)渡層，對(duì)鎂合金和鋁合金進(jìn)行共同熱擠壓形成高強(qiáng)度連接，提高鎂合金和鋁合金的連接強(qiáng)度，擴(kuò)大鎂合金和鋁合金的應(yīng)用空間。

本發(fā)明第二目的是提供一種連接鎂合金與鋁合金的擠壓裝置，該裝置利用非晶合金在過(guò)冷液相區(qū)較低強(qiáng)度、粘度和硬度的內(nèi)在秉性，以及異質(zhì)合金如超強(qiáng)度鋁/鎂合金在高溫變形時(shí)較低的變形抗力，通過(guò)高溫下對(duì)鋁合金、非晶合金和鎂合金共同施加壓力，使三者發(fā)生共同熱變形，提高異質(zhì)合金接口處的結(jié)合性能。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供的第一個(gè)技術(shù)方案：

一種連接鎂合金和鋁合金的方法，對(duì)鎂合金、鋁合金與非晶合金進(jìn)行同時(shí)擠壓，非晶合金作中間過(guò)渡層，以實(shí)現(xiàn)鎂合金與鋁合金的粘結(jié)，其中，非晶合金優(yōu)選為鋯基非晶合金，如Zr₆₈Cu₁₂Ni₉Ti₈Be₃，由于鋯基非晶合金具有很大的非晶形成能力和寬大的過(guò)冷液相區(qū)，因此本發(fā)明非晶合金優(yōu)選為鋯基非晶。

由于鋁合金和鎂合金晶格結(jié)構(gòu)相差很大，而且二者冶金相容性比較差，鋁合金和鎂合金直接接觸時(shí)，元素發(fā)生直接擴(kuò)散，容易形成Al-Mg系金屬間脆性化合物，而且由于元素間擴(kuò)散速度的不同，容易在連接界面產(chǎn)生空洞等缺陷。

非晶合金沒(méi)有晶體結(jié)構(gòu)，沒(méi)有晶格常數(shù)等限制，由一個(gè)一個(gè)原子隨機(jī)組合而成，原子之間相對(duì)比較自由。非晶合金和鋁合金、鎂合金的冶金相容性高于鋁合金和鎂合金之間的冶金相容性。熱擠壓過(guò)程中，非晶合金和鋁合金、鎂合金同時(shí)受到三向壓應(yīng)力，鋁合金、鎂合金分別和非晶合金直接發(fā)生元素?cái)U(kuò)散，在壓力的作用下，直接形成原子間結(jié)合，避免了Al-Mg系金屬間脆性化合物的產(chǎn)生，通過(guò)使用非晶合金作中間過(guò)渡層，改善鋁合金和鎂合金的連接性能。

非晶合金是20世紀(jì)材料領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)，材料內(nèi)部原子排列呈長(zhǎng)程無(wú)序短程有序結(jié)構(gòu)，沒(méi)有位錯(cuò)和晶界等缺陷，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使得非晶合金具有高強(qiáng)度、超塑性、高彈性、高硬度、高耐磨性和高耐腐蝕性能。在過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)，非晶合金具有低強(qiáng)度、粘度和硬度的內(nèi)在秉性，非晶合金和鋁、鎂合金在非晶過(guò)冷液相區(qū)進(jìn)行共同熱成型，可以形成良好結(jié)合，并且結(jié)合部位元素?cái)U(kuò)散均勻。本發(fā)明從避免鋁、鎂合金直接接觸為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)高強(qiáng)、硬度的非晶合金作為中間層進(jìn)行過(guò)渡，實(shí)現(xiàn)鋁合金和鎂合金的異質(zhì)連接。

一種連接鎂合金和鋁合金的方法，具體步驟如下：

1)對(duì)塊體的非晶合金、鎂合金、鋁合金清洗、干燥后備用，在清洗之間要進(jìn)行切割、打磨和拋光；

2)電熱元件加熱到設(shè)定溫度后保溫設(shè)定時(shí)間；該設(shè)定溫度為擠壓溫度，擠壓溫度位于非晶合金過(guò)冷液相區(qū)(玻璃化溫度Tg和晶化溫度Tx之間)、鎂合金同鋁合金的常規(guī)熱擠壓溫度范圍內(nèi)，擠壓溫度優(yōu)選范圍：420-460℃，達(dá)到設(shè)定擠壓溫度后再放入合金材料，減少非晶合金的熱狀態(tài)時(shí)間，防止發(fā)生晶化；

3)在凹模的擠壓腔內(nèi)依次放入設(shè)定高度比的鎂合金、非晶合金和鋁合金或者是鋁合金、非晶合金和鎂合金；

4)在擠壓腔內(nèi)凸模以設(shè)定的速度對(duì)非晶合金、鎂合金、鋁合金進(jìn)行擠壓；

5)擠壓結(jié)束后，卸載凸模的擠壓力，停止加熱，對(duì)模具進(jìn)行降溫；

6)拆除凸模，收集成型的工件；

其中，設(shè)定溫度界于非晶玻璃化溫度Tg和晶化溫度Tx之間。

本發(fā)明擠壓坯料放置順序?yàn)殒V合金、非晶合金和鋁合金，或鋁合金、非晶合金和鎂合金。擠壓結(jié)束后，黏在模腔內(nèi)壁的剩余鋁合金或鎂合金坯料可以分別用NaOH溶液或HCl溶液進(jìn)行清洗。

成型件的取樣過(guò)程為：先拆卸導(dǎo)向套，然后拆卸緊固壓板，將凹模拼塊及工件一起從夾緊套中取出，分離凹模拼塊，得到工件。

其中，所述鎂合金、非晶合金和鋁合金的高度比為15-40:1:10-30；

進(jìn)一步地，為了提高效率同時(shí)保證非晶部位不發(fā)生晶化，對(duì)非晶合金、鎂合金、鋁合金部位采用不同的速度進(jìn)行擠壓；

優(yōu)選地，在所述步驟4)中對(duì)鎂合金的擠壓速度為100mm/min---1000mm/min，對(duì)鋁合金的擠壓速度為100mm/min---800mm/min，對(duì)非晶合金的擠壓速度為2mm/min---5mm/min；優(yōu)選地，可對(duì)鎂合金部位：擠壓速度為200mm/min，非晶合金過(guò)渡部位(包括非晶合金片上下1mm范圍)：擠壓速度為2mm/min，鋁合金部位：擠壓速度為200mm/min，非晶過(guò)渡區(qū)域的擠壓速度設(shè)置為合理的較慢速度，可以保證擠壓工件過(guò)渡區(qū)域保持良好的高強(qiáng)硬度的非晶狀態(tài)。

本發(fā)明提供的第二方案是：

一種連接鎂合金與鋁合金的擠壓裝置，包括：

凸模和帶有擠壓腔的凹模，在擠壓腔內(nèi)設(shè)置鎂合金、非晶合金和鋁合金，凸模在外力作用下對(duì)擠壓腔內(nèi)的鎂合金、非晶合金和鋁合金進(jìn)行擠壓，凹模內(nèi)設(shè)置鎂合金、非晶合金和鋁合金，鎂合金、非晶合金和鋁合金受熱后在凸模的擠壓作用下進(jìn)入到成型腔內(nèi)成型，成型腔的體積小于擠壓腔的體積，擠壓腔的底部逐漸收縮，成型腔的形狀與工件的形狀相同。

上述適用于鎂合金鋁合金的熱擠壓裝置，無(wú)需采用現(xiàn)有技術(shù)中的焊接方案，成型速度快，擠壓溫度通過(guò)電熱元件實(shí)現(xiàn)控制，較為方便地對(duì)擠壓溫度進(jìn)行控制，凸模與凹模在擠壓腔內(nèi)擠壓非晶合金、鎂合金和鋁合金進(jìn)而在成型腔內(nèi)成型，通過(guò)使用非晶合金作過(guò)渡層，避免鎂合金和鋁合金直接連接產(chǎn)生金屬間脆性化合物，實(shí)現(xiàn)兩大輕量合金的高強(qiáng)度連接。此外，經(jīng)過(guò)大塑性變形，鎂、鋁合金由于細(xì)晶強(qiáng)化而提高了自身強(qiáng)度。

所述凹模包括至少兩個(gè)拼塊，拼塊以模具中軸線進(jìn)行拼合，拼塊拼裝形成所述的擠壓腔，通過(guò)拼裝擠壓腔的設(shè)置，便于成型冷卻后，拆開(kāi)凹模取出成型件，避免損壞成型件，為了確保擠壓成型效果，在所述凹模的外部套有用于環(huán)向擠壓凹模的夾緊套，夾緊套對(duì)拼裝的凹模起到一個(gè)擠壓作用，夾緊套采用和凹模相同的材料，優(yōu)選地，凹模和夾緊套采用熱作模具鋼H13。

優(yōu)選地，擠壓腔為圓柱形狀，擠壓腔的底部通過(guò)45°錐形結(jié)構(gòu)過(guò)渡形成成型腔，成型腔內(nèi)部的形狀與預(yù)計(jì)成型件的形狀相匹配，如可以是長(zhǎng)條狀。

所述夾緊套同樣包括至少兩個(gè)拼裝件，以方便成型工件的取出。

所述凹模為倒圓臺(tái)形狀；所述夾緊套內(nèi)部與所述凹模緊密貼合，這樣凹模的外壁與夾緊套內(nèi)壁采用錐形面方式進(jìn)行結(jié)合，保證貼合效果，二者貼合面切線與所述模具中軸線具有3°-5°的夾角。

擠壓裝置還包括設(shè)于所述凹模上部的用于從上方擠壓凹模的緊固壓板，緊固壓板中部開(kāi)有用于凸模穿過(guò)的通孔，通孔直徑小于所述凹模上表面直徑，以保證緊固壓板的下壓作用。

進(jìn)一步地，所述夾緊套與所述的緊固壓板之間設(shè)有連接件，連接件為螺栓，在夾緊套上設(shè)置盲孔作為螺栓的插入孔，在凹模的各拼塊上均開(kāi)有一盲孔。

所述成型腔設(shè)于凹模內(nèi)，所述成型腔的一側(cè)設(shè)置導(dǎo)向套，導(dǎo)向套設(shè)于凹模的外側(cè)，

所述凹模上表面高于所述夾緊套的上表面，凹模下表面稍高于夾緊套的下表面，因?yàn)檠b配好的凹模拼塊隨著緊固壓板和夾緊套之間螺栓擰緊，凹模相對(duì)于夾緊套會(huì)向下有微小的移動(dòng)，正是這個(gè)移動(dòng)使得凹模拼塊之間的間隙減小，這也正是夾緊套和緊固壓板的作用，同時(shí)，夾緊套與緊固壓板的設(shè)置，有效避免擠壓過(guò)程成型件在拼塊結(jié)合面處產(chǎn)生飛邊。

所述成型腔設(shè)于凹模內(nèi)，所述成型腔的一側(cè)設(shè)置導(dǎo)向套，導(dǎo)向套設(shè)于凹模的外側(cè)，所述導(dǎo)向套通過(guò)緊固件與所述凹模固定，導(dǎo)向套內(nèi)具有與成型腔在一條直線的導(dǎo)向通道以對(duì)長(zhǎng)直形狀的成型件進(jìn)行較直。

所述導(dǎo)向套通過(guò)緊固件與所述凹模固定，緊固件為螺栓，螺栓的位置不影響到擠壓腔的位置，所述導(dǎo)向套內(nèi)導(dǎo)向通道的尺寸略大于所述成型腔的尺寸，在成型腔出口處由大直徑圓弧過(guò)渡形成，以減小成型件在導(dǎo)向通道向下運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦。

在所述凹模內(nèi)設(shè)置溫度測(cè)量元件，溫度測(cè)量元件與溫度控制器連接，溫度控制器與所述電熱元件連接，溫度測(cè)量元件測(cè)量溫度反饋到溫度控制器，溫度控制器控制電熱元件的加熱速率和加熱溫度。

所述凸模與直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)凸模以設(shè)定速率進(jìn)入到凹模內(nèi)的擠壓腔中，直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以為壓力機(jī)，實(shí)現(xiàn)壓力機(jī)以設(shè)定壓力壓持凸模，凹模內(nèi)的擠壓腔深度為凹模厚度的四分之三或者是五分之四或者在二者之間，保證凸模的豎直擠壓。

本發(fā)明的有益效果：

(1)實(shí)現(xiàn)了鋁合金和鎂合金的高強(qiáng)度連接，得到的復(fù)合構(gòu)件可以發(fā)揮性能優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步擴(kuò)大鎂合金和鋁合金的應(yīng)用空間。

(2)避免了鋁合金和鎂合金的直接接觸，避免了兩者之間直接的元素?cái)U(kuò)散，避免形成Al-Mg系金屬間脆性化合物和焊接空隙，提高連接質(zhì)量。

(3)上述擠壓溫度和擠壓速度的結(jié)合使得鋁、鎂合金和非晶合金都處于低應(yīng)力超塑性狀態(tài)，大變形率促進(jìn)了鋁、鎂合金和非晶在接觸面的元素?cái)U(kuò)散，促進(jìn)了鋁合金/非晶合金和鎂合金/非晶合金兩個(gè)界面的結(jié)合。

(4)大塑性變形使鋁合金和鎂合金得到細(xì)晶強(qiáng)化，并且通過(guò)塑性變形可以改善母材中鎂或鋁與其它元素在結(jié)晶時(shí)分布的不均勻性導(dǎo)致的成分偏析以及力學(xué)性能偏低等缺陷。

(5)擠壓模具加熱到設(shè)定溫度后再將擠壓預(yù)制件置于擠壓腔內(nèi)，減少非晶合金的熱狀態(tài)時(shí)間，防止發(fā)生晶化。

(6)本發(fā)明擠壓坯料放置順序?yàn)殒V合金、非晶合金和鋁合金，或鋁合金、非晶合金和鎂合金；擠壓結(jié)束后，采用NaOH溶液或HCl溶液分別對(duì)殘余的鋁合金或鎂合金進(jìn)行清洗，有助于保護(hù)模具。

(7)本發(fā)明可以通過(guò)改變擠壓型腔，成型腔帶形狀、凹模和凸模尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)具有不同截面形狀和尺寸的鎂鋁合金的連接。

(8)本發(fā)明擠壓裝置，凹模與凹模通過(guò)錐形面可實(shí)現(xiàn)緊密結(jié)合，通過(guò)壓板和凹模夾緊套的螺栓固定，在凸模和凹模配合擠壓過(guò)程中，兩凹模拼塊配合越來(lái)越緊，防止工件飛邊的產(chǎn)生，同時(shí)利于拆卸。

(9)本發(fā)明對(duì)壓力機(jī)設(shè)備沒(méi)有特殊要求，擠壓過(guò)程操作簡(jiǎn)單，無(wú)需大能量密度熱源、無(wú)污染、安全經(jīng)濟(jì)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明方法擠壓坯料裝配圖。

圖3是本發(fā)明擠壓坯料的放置順序細(xì)節(jié)圖。

圖4是本發(fā)明U型型材復(fù)合擠壓U型成型腔細(xì)節(jié)圖。

圖5是本發(fā)明U型型材擠壓成型腔俯視圖局部剖面示意圖。

圖中，1.電熱元件，2.擠壓腔，3.成型腔，4.導(dǎo)向套，5.導(dǎo)向通道，6.鎂合金，7.螺栓，8.非晶合金，9.夾緊套，10.螺栓，11.緊固壓板，12.溫度測(cè)量元件，13.凸模，14.鋁合金，15.凹模，16.定位銷(xiāo)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。

如圖2所示，一種連接鎂合金與鋁合金的擠壓裝置，包括模具，模具包括凹模15和凸模13，凸模13為棒狀，凹模15內(nèi)設(shè)有擠壓腔2，且凹模15在擠壓腔2外設(shè)置電熱元件如電熱元件1，凸模13的長(zhǎng)度長(zhǎng)于擠壓腔2的深度，擠壓腔2與設(shè)定形狀的成型腔3相連通，如圖3所示，成型腔3的體積小于擠壓腔2的體積，成型腔3與外界相通或者通過(guò)導(dǎo)向套4與外界相通，凸模13與凹模15配合在擠壓腔2內(nèi)擠壓非晶合金、鎂合金和鋁合金并通過(guò)成型腔3對(duì)合金材料進(jìn)行成型。其中，所述凹模15包括至少兩個(gè)拼塊，拼塊之間設(shè)置定位銷(xiāo)16，以防止拼塊之間在豎直方向發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，保證貼合緊密，拼塊以模具中軸線進(jìn)行拼合，拼塊拼裝形成所述的擠壓腔，為了確保擠壓成型效果，避免對(duì)工作人員燙傷，在所述凹模15的外部套有用于環(huán)向擠壓凹模15的夾緊套9，為了保證擠壓腔的溫度，同時(shí)防止工作人員燙傷，在整個(gè)裝置不影響擠壓操作和成型腔處的部位都包裹上隔熱材料，隔熱材料可以為陶瓷纖維隔熱棉(圖中未示出)。

上述適用于非晶合金的熱擠壓裝置，無(wú)需采用現(xiàn)有技術(shù)中的焊接方案，成型速度快，擠壓溫度通過(guò)電熱元件實(shí)現(xiàn)控制，較為方便地對(duì)擠壓溫度進(jìn)行控制，凸模13與凹模15在擠壓腔2內(nèi)擠壓非晶合金、鎂合金和鋁合金進(jìn)而在成型腔內(nèi)成型，成型腔出口尺寸略大于成型腔上部的尺寸，成型后的工件可落入到帶有導(dǎo)向通道5的導(dǎo)向套4內(nèi)，導(dǎo)向通道5可用于對(duì)工件形狀進(jìn)行較直，同時(shí)可方便對(duì)成型工件的取出；此外，經(jīng)過(guò)大塑性變形，可以使鋁鎂合金得到細(xì)晶強(qiáng)化。所述凹模15為倒圓臺(tái)形狀，這樣凹模15的外壁與夾緊套9內(nèi)壁采用錐形面方式進(jìn)行結(jié)合，保證貼合效果，二者貼合面切線與所述模具中軸線具有3°-5°的夾角；所述夾緊套9內(nèi)部與所述凹模15緊密貼合。

所述凹模15上表面高于所述夾緊套9的上表面，凹模15下表面略高于夾緊套9的下表面。

所述的熱擠壓裝置還包括設(shè)于所述凹模15上部的用于從上方擠壓凹模15的緊固壓板11，緊固壓板11中部開(kāi)有用于凸模13穿過(guò)的通孔；

所述夾緊套9與所述的緊固壓板11之間設(shè)有連接件，連接件為螺栓10，在夾緊套9上設(shè)置盲孔作為螺栓10的插入孔，在各拼塊上各開(kāi)有一盲孔。

所述導(dǎo)向套4通過(guò)緊固件與所述凸模13固定，緊固件為螺栓7，螺栓7的位置不影響到擠壓腔的位置，所述導(dǎo)向套4內(nèi)導(dǎo)向通道5的尺寸大于所述成型腔3的尺寸，在成型腔出口處由大直徑圓弧過(guò)渡形成，這樣在成型后，從夾緊套上拆卸導(dǎo)向套4，便于取出成型工件。

在所述凹模內(nèi)設(shè)置溫度測(cè)量元件12，溫度測(cè)量元件12與溫度控制器連接，溫度控制器與所述電熱元件連接，溫度測(cè)量元件測(cè)量溫度反饋到溫度控制器，溫度控制器控制電熱元件的加熱速率和加熱溫度。

所述凸模13與壓力機(jī)連接，壓力機(jī)帶動(dòng)凸模以設(shè)定速率進(jìn)入到凹模15內(nèi)的擠壓腔2中，壓力機(jī)可以為壓力機(jī)，實(shí)現(xiàn)壓力機(jī)以設(shè)定壓力壓持凸模13，凹模15內(nèi)的擠壓腔深度為凹模厚度的四分之三或者是五分之四或者在二者之間，保證凸模13的豎直擠壓。

如圖1所示，本發(fā)明在非晶合金過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)，通過(guò)共同熱擠壓，實(shí)現(xiàn)非晶合金與鋁/鎂合金連接的方法，包括以下步驟：

1)對(duì)圓柱狀的塊體非晶、鋁合金和鎂合金進(jìn)行切割、打磨、拋光和清洗，得到具有新鮮表面的預(yù)制件，置于真空干燥箱備用。本實(shí)施方式中非晶合金8材料為直徑為10mm的Zr₆₈Cu₁₂Ni₉Ti₈Be₃非晶棒，鋁合金材料為直徑10mm的7075鋁合金圓棒，鎂合金材料為直徑10mm的AZ31B鎂合金圓棒，本步驟具體包括以下子步驟，如圖1和圖3所示：

1-1)采用線切割將非晶合金8、鎂合金6和鋁合金14切割成規(guī)定尺寸，鋯基非晶、7075鋁合金和AZ31B鎂合金高度分別為1mm、20mm和20mm；

1-2)先后用細(xì)顆粒砂紙和金相拋光布磨平非晶合金8、鋁合金14和鎂合金6待結(jié)合表面并拋光，以去除表面氧化層；

1-3)將磨拋后的非晶合金、鋁合金和鎂合金預(yù)制件放在超聲波清洗機(jī)中進(jìn)行超聲波清洗，得到圓柱狀非晶合金8、鋁合金14和鎂合金6，清洗后放入真空保溫爐里真空保護(hù)，防止氧化；

2)組裝擠壓裝置，采取5℃/min的加熱速度對(duì)擠壓裝置進(jìn)行加熱，模具上設(shè)有電熱元件1和溫度測(cè)量元件12，溫度測(cè)量元件12可實(shí)時(shí)準(zhǔn)確反饋模具靠近擠壓腔2部位的溫度，通過(guò)反饋到溫度控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱速率和溫度。對(duì)擠壓模具凸模13、凹模15、夾緊套9、導(dǎo)向套4和緊固壓板11同時(shí)進(jìn)行加熱，擠壓溫度界于非晶玻璃化溫度Tg和晶化溫度Tx之間，為降低擠壓力，在可選擇溫度區(qū)間內(nèi)盡可能選擇較高溫度。加熱至目標(biāo)溫度后繼續(xù)保溫10min左右以達(dá)到穩(wěn)態(tài)均勻溫度場(chǎng)，再進(jìn)行其他操作。

溫度測(cè)量元件12采用K型熱電偶，直徑為2mm，溫度測(cè)量范圍在0-1100℃，電熱元件1采用模具加熱棒，直徑為6mm，在凹模上設(shè)置測(cè)溫孔兩個(gè)，加熱孔4個(gè)，均勻分布，測(cè)溫孔用于放置熱電偶，加熱孔用于放置電熱棒，相應(yīng)地，在緊固壓板上設(shè)置用于熱電偶和電熱棒穿過(guò)的開(kāi)孔。

3)對(duì)非晶合金、鎂合金和鋁合金進(jìn)行擠壓，本步驟具體包括以下子步驟：

3-1)將加熱到擠壓溫度的凸模13迅速取出，迅速將鎂合金6置于擠壓腔2內(nèi)，將非晶合金8置于鎂合金6之上，然后在其上部放置鋁合金14，最后將擠壓凸模13置于鋁合金14之上，調(diào)整壓力機(jī)上壓頭，以產(chǎn)生5-10MPa的預(yù)緊力；

3-2)預(yù)制件于模腔2內(nèi)保溫2-3min，溫度均勻保持在設(shè)定擠壓溫度后進(jìn)行擠壓操作。通過(guò)設(shè)置壓力機(jī)壓頭運(yùn)動(dòng)速度來(lái)控制擠壓速度。設(shè)置運(yùn)動(dòng)路徑為：以200mm/min速度運(yùn)動(dòng)19mm；以2mm/min的速度運(yùn)動(dòng)3mm；最后以200mm/min的速度運(yùn)動(dòng)19mm。對(duì)模腔內(nèi)合金組合體進(jìn)行共同擠壓操作；本實(shí)施例僅以生產(chǎn)U型型材為例，通過(guò)改變成型腔形狀可以得到不同截面形狀的型材；

3-3)根據(jù)擠壓預(yù)制件長(zhǎng)度設(shè)置擠壓桿位移，模具出料口設(shè)置導(dǎo)向套4，擠出的鎂合金、鋁合金連接U型型材經(jīng)過(guò)直徑略大于型材尺寸的導(dǎo)向套導(dǎo)向通道5，進(jìn)行校直，保證型材在擠出后不彎曲。擠壓桿完成設(shè)定位移后，立刻停止加熱，卸載擠壓力，并對(duì)模具進(jìn)行空冷降溫，對(duì)工件非晶過(guò)渡結(jié)合部位采用快冷降溫。

(4)模具及工件冷卻至室溫后，拆卸模具，獲得工件。擠壓腔內(nèi)剩余的鋁合金、鎂合金坯料分別用NaOH溶液或者HCl(硫脲和十二烷基苯磺酸鈉做緩蝕劑)溶液進(jìn)行腐蝕清洗。

采用上述裝置，非晶合金過(guò)冷液相區(qū)352-445℃，鋁合金常規(guī)熱擠壓溫度250-550℃，所述鎂合金常規(guī)熱擠壓溫度300-450℃，三個(gè)溫度區(qū)間交集中確定440℃為熱擠壓溫度。通過(guò)組合異質(zhì)合金的共同熱擠壓，得到較直的具有良好連接接口的鋁合金、鎂合金復(fù)合U型型材。所得工件，中間層過(guò)渡區(qū)保持高強(qiáng)硬度的非晶狀態(tài)，鋁合金/非晶合金和鎂合金/非晶合金兩結(jié)合界面兩側(cè)擴(kuò)散均勻，無(wú)金屬間脆性化合物生成，鋁合金和鎂合金部位塑韌性得到提高。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。