一種制備及成形高強高韌變形鎂合金的方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及儀合金加工領域，特別設及一種制備及成形高強高初變形儀合金的方 法。
【背景技術】
[0002] 儀合金作為最輕的工程金屬材料，具有比強度高，剛性優良，密度小的特點。在航 天、汽車、生物醫藥等領域應用十分廣泛。同時儀合金存在著一些缺陷：由于儀合金的密排 六方結構，其滑移系較少，在室溫下塑性變形能力差，易脆性斷裂。因此，儀合金不能滿足實 際需求，但經過二次加工的變形儀合金，其綜合力學性能得到改善。
[0003] 通常來講，晶粒細化能顯著提升儀合金的強度和塑性。通常在儀合金誘鑄過程利 用過熱處理法、碳質孕育法、添加稀±元素等方法來調控儀合金晶粒尺寸。雖然添加稀±元 素能提升儀合金的強度，但是稀±儀合金的塑性較差。本發明提出在在儀合金誘鑄過程中 施加螺旋磁場，促使合金元素在烙體內均勻分布，加劇合金烙體的流動，細化晶粒，顯著減 少儀合金的鑄造缺陷，顯著提高合金的微觀硬度和力學性能。在儀合金的固態成形中通常 使用熱擠壓、反復擠壓、大比率擠壓等方法來細化合金晶粒，雖然能提升儀合金的強度和塑 性，但是工藝繁瑣需要多次擠壓，成本高，存在變形不均勻現象。本發明提出的溫差擠壓工 藝，工藝簡單，只需進行一次擠壓，而且合金組織變形均勻，晶粒明顯細化，顯著提升變形儀 合金的初性和強度。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種制備及成形高強高初變形儀合金的方法。本發明提供一 種變形儀合金，由W下質量百分含量的組分組成：化為5.5%，Zr為0.6%，其余為Mg及不可去 除的雜質。本發明經過大量的實驗探索出該儀合金的溫差擠壓成形方法。該成形方法是儀 合金經烙煉后，在螺旋磁場攬拌條件下誘鑄，隨后進行均勻化處理，然后對鑄錠進行溫差擠 壓。
[0005] 本發明設及一種制備及成形高強高初變形儀合金的方法，W下步驟：1.在高純氣 氣保護下烙煉，將工業純儀完全烙化后，升溫至740-760°C加入鋒錠，升溫至780-800°C加 入經預熱的Mg-30%Zr中間合金，烙煉期間充分攬拌。2.烙體降溫至750-760°C加入RJ-5 精煉劑進行精煉，精煉時間5min，精煉結束后升溫至780-800°C，靜置30min后，在勵磁電壓 不高于120 V的電磁攬拌條件下誘鑄。3.隨后對鑄錠進行12h、380°C的均勻化處理，均勻化處 理時鑄錠用侶錐包裹并覆蓋氧化儀。4 .接下來對鑄錠進行溫差擠壓，工藝參數:表面溫度 300°C-40(rC，巧料表面溫度高于屯、部溫度，溫差150-250°C，擠壓比25:1，擠壓速度2mm/s。 5 .經溫差擠壓得到的儀合金在室溫下的延伸率為17.28%-20.8%，屈服強度為287Mpa-308MPa，抗拉強度為361M化一388Mpa。最優工藝參數為:經大量的實驗可得最優工藝參數 為:勵磁電壓90V、巧料表面溫度350°C，溫度差150°C，此時變形儀合金的延伸率為20.8%，屈 服強度為287MPa，抗拉強度為388MPa。
[0006] 本發明的優點在于： 由于儀合金特殊的晶體結構，普通的熱擠壓難W對儀合金晶粒高效率細化。本發明通 過大量的實驗探索出，在烙劑保護的烙煉條件下，將工業純儀完全烙化后，依次加入侶錠， 加入經預熱的Mg-30%Zr中間合金;烙體經精煉和靜置降溫后在磁場電壓不高于120V的勵 磁磁場攬拌條件下誘鑄;隨后對鑄錠進行12h、38(TC的均勻化處理;對鑄錠進行溫差擠壓， 工藝參數:表面溫度300°C-40(rC，巧料表面溫度高于屯、部溫度，溫差150-250°C，擠壓比25: 1，擠壓速度2mm/s ;得到的儀合金在室溫下的延伸率17.28%-20.8%，屈服強度287Mpa- 308MPa，抗拉強度361M化一388Mpa;經大量的實驗可得最優工藝參數為:勵磁電壓90V、巧料 表面溫度350°C，溫度差150°C，此時變形儀合金的延伸率為20.8%，屈服強度為287MPa，抗拉 強度為388MPa。
[0007] 在儀合金誘鑄過程中施加螺旋磁場，加劇了強初化變形儀合金的不平衡凝固，增 加了溶質元素在晶體內部的固溶度而減少在晶界的析出，促進了合金元素均勻分布，減少 偏析，顯著減少了鑄造缺陷，同時隨著勵磁電壓的增加，第二相粒子得到明顯細化，分布更 加均勻，提高了合金的微觀硬度和力學性能。
[000引溫差擠壓工藝得到的強初化變形儀合金顯微組織大小和分布得到很大改善，組織 顯著細化且分布更加均勻。晶粒細化后激活了非基面滑移和晶界滑移，李生變形得到抑制， 使得合金塑性大幅提高。溫差擠壓工藝使得合金組織發生了完全再結晶，再結晶晶界W大 角度晶界為主，溫差擠壓后大角度晶界數量增多，促進了晶界滑移而使得初性提高。
[0009]
【附圖說明】
[0010] 圖1產品宏觀照片。
[0011] 圖2巧料表面溫度350 °C，溫度差150°C時不同勵磁電壓下制備的強初化變形儀 合金溫差擠壓后的力學性能。
【具體實施方式】
[0012] 本發明通過調節W上工藝參數，做了大量的對比實驗，下面結合附圖和實施例對 本發明作進一步詳細說明。需要說明的是，實施例僅是對本發明的進一步闡釋，而不是限 審IJ。在本發明基本思路下進行的簡單改進，屬于本發明需要保護的范疇。
[OOU]實施例1 本發明提供一種制備及成形高強高初變形儀合金的方法，合金成分：Zn為5.5%，Zr為 0.6%，其余為Mg及不可去除的雜質。在高純氣氣保護下烙煉，將工業純儀完全烙化后，升溫 至740-760°C加入鋒錠，升溫至780-800°C加入經預熱的Mg-30%Zr中間合金，烙煉期間 充分攬拌;烙體降溫至750-760°C加入RJ-5精煉劑進行精煉，精煉時間5min，精煉結束后升 溫至780-800°C靜置30min，然后在勵磁電壓為60V的電磁攬拌條件下誘鑄;隨后對鑄錠進 行12h、38(TC的均勻化處理，均勻化處理時鑄錠用侶錐包裹并覆蓋氧化儀;然后對鑄錠進行 溫差擠壓，工藝參數：表面溫度350°C，巧料表面溫度高于屯、部溫度，溫差150°C，擠壓比為 25:1，擠壓速度2mm/s;根據國標GB/T228-2002對經螺旋磁場制備，溫差擠壓加工的儀合金 進行力學性能測試結果見表1。
[0014] 實施例