[发明专利]提高高强度变形镁合金阻尼性能的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及变形镁合金材料的一种热处理工艺，特别涉及提高高强度变形镁合金阻尼性能的热处理工艺方法。

背景技术

随着现代工业的迅猛发展，汽车、飞行器和机动武器等发展日趋轻量化、高速化和大功率化，由此引起的振动和噪声问题变得尤为突出。镁及镁合金具有密度低、比强度高、阻尼减振降噪能力强、导热和导电性能优异以及电磁辐射屏蔽能力强等一系列优点，可满足现代汽车、轨道交通、电子、通信、航空航天和国防军事工业等领域对轻量化、高速化、大功率化和节能降噪等的需求，因此高阻尼、高比强度的镁基功能结构一体化材料成为目前金属结构材料发展的一个重要方向。

目前，对提高镁合金强度的研究较多，而针对镁合金阻尼性能的研究相对较少，且由于镁及镁合金室温阻尼的产生主要是位错机制，因此普遍认为镁及镁合金的力学性能和阻尼性能是相互矛盾的。为此，迫切需要找到解决这一矛盾的方法。现在一般的思路是从高阻尼镁合金出发，通过添加合金元素和复合强化等手段来提高其力学性能，此类研究多集中于纯镁、镁锆合金、镁锰铜合金等高阻尼镁合金及其复合材料，但从目前的研究来看，仍然存在阻尼性能好但力学性能不够高、力学性能好但阻尼性能差或者工艺复杂性能不稳定等问题，不能满足工程应用的要求。如CN1888108(专利号为200610010326.8)公开了一种“高强韧高阻尼变形镁合金及其制备方法”，为了解决镁合金的阻尼性能与力学性能的矛盾，提出了向纯镁中添加固溶度小的铜和硅等合金元素，减少位错弱钉扎点的数量，提高阻尼性能。添加锆和锰等细化晶粒的合金元素，提高合金力学性能，不仅对铸锭进行常规热挤压，还进行强烈塑性变形(ECAP，MDF)，调整晶粒取向，并得到超细晶组织，同时提高强韧性和阻尼性能。但应该看到该技术并没有得到预想的效果，只能使得抗拉强度和屈服强度达到212MPa和135MPa，阻尼性能Q^-1达到0.023；而且还存在材料性能未通过工业化生产的检验，且工艺复杂等问题。

有鉴于此，本发明申请人考虑从目前商用的高强度变形镁合金入手，通过合适的热处理工艺来提高其阻尼性能。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种提高高强度变形镁合金阻尼性能的热处理工艺。经过所述热处理工艺，在保证良好力学性能的同时成倍提高高强度变形镁合金的阻尼性能，成功解决了镁合金强度与阻尼性能的矛盾。

本发明的目的是这样实现的：一种提高高强度变形镁合金阻尼性能的热处理工艺，其特征在于：将挤压塑性变形后的镁合金铸锭或镁合金材料经挤压成型后，在350℃～400℃固溶，保温2～4小时，水淬至室温。

本发明提高高强度变形镁合金阻尼性能的热处理工艺，也可以是将挤压塑性变形后的镁合金铸锭或镁合金材料经挤压成型后，在350℃～400℃固溶，保温2～4小时，水淬至室温；然后再加热至140℃～160℃时效，保温20～30小时，空冷至室温。

另外，在上述两种方案中，对镁合金铸锭挤压塑性变形之前，还可以先进行均匀化处理，即在热处理炉中对镁合金铸锭进行均匀化处理，工艺参数为：温度350～400℃，时间8～20小时。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明提高高强度变形镁合金阻尼性能的效果明显：挤压态的高强度变形镁合金通过本发明所述的热处理工艺，能在保证良好力学性能的同时成倍提高阻尼性能，解决了目前商用挤压态高强度镁合金由于阻尼性能较差，而限制其应用范围的问题。

2、与本发明相近的热处理工艺一般都是用于改善镁合金的力学性能，而本发明将其运用于改善镁合金的阻尼性能，并取得了良好的效果，使高强度变形镁合金的阻尼性能大幅度提升，而力学性能也得到了保证。

3、本发明适用面广：可适用于多种牌号的商用高强变形镁合金体系(如AZ系或ZK系等)。

4、本发明成本较低：所采用的热处理炉为常用设备，且工艺简单成熟，容易操作，故成本较低。

附图说明

图1为均匀化处理的AZ61镁合金铸锭挤压后的金相组织照片；

图2为均匀化处理的AZ61镁合金铸锭挤压后，经375℃固溶2小时，再水淬的金相组织照片；

图3为均匀化处理的AZ61镁合金铸锭挤压后，经375℃固溶2小时，然后水淬；再经160℃时效24小时，空冷后的金相组织照片；

图4为未均匀化处理的AZ61镁合金铸锭，挤压后的金相组织照片；

图5为未均匀化处理的AZ61镁合金铸锭，挤压后经375℃固溶2小时，再水淬的金相组织照片；