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本论文对我国水资源十分紧缺状况进行了分析,得出农田灌溉必须走节水、高效之路。喷灌是一种先进的节水灌溉方式,而管道式喷灌一直是喷灌设备的主流,从最初的薄壁钢管到后来的薄壁铝管,至今延续了三十多年。由于铝合金管道价格较贵,亩投资大,一直制约着我国喷灌事业的发展,所以,利用我国镁的资源优势,开发高强度镁合金喷灌管材,是当前我国喷灌发展的趋势。
为了生产镁合金喷灌管道,首先针对镁合金挤压模具进行了系统设计。在分析了挤压模具的原理和结构基础上,解决了模具设计中的技术难点:分流孔几何形状和空间尺寸;分流桥的强度及过度曲线面;焊合室的空间尺寸及镁合金流向过度面;阴、阳模的工作带的几何尺寸。经过多次设计和修改,设计出镁合金挤压模具,该模具能够生产出合格的镁合金喷灌管道。
其次对各种镁合金成分和特点进行了分析并对影响镁合金塑性变形理论进行了探讨,同时对温度与应变,应力与应变,强度、延伸率与应变,挤压比与力学性能等进行了试验。在以上试验的基础上,选择MB2镁合金在1250吨卧式挤压机上进行挤压试验。通过试验得到主要工艺参数:镁棒预热温度为548~698K、模具预热温度530~673K、挤压筒温度573~723K、挤压速度0.067~0.083m·s<-1>及挤压比40~60。
最后,对MB2镁合金喷灌管道进行了后期防腐处理,在考虑成本和满足环保要求的前提下,经过多次试验、分析和检测,确定了化学溶液的酸度、浓度、钝化时间及温度以及聚脂粉体涂料和铝粉的添加量。对研制成功的三种镁合金管道进行酸、碱耐腐蚀试验、力学性能测试,检测结果表明研制的镁合金管道在耐腐蚀和力学性能等方面完全满足喷灌的实际要求。而且重量比铝合金管道轻30%,成本低16%。