[发明专利]一种制备高强度高塑性稀土镁合金挤压工艺

说明书

技术领域

本发明涉及合金挤压方法，特别涉及一种稀土镁合金挤压方法。

背景技术

镁合金是工程结构材料中最轻的金属结构材料，以其优异的性能而受到越来越广泛的关注。在实用材料中镁合金的密度最低(约1.74g/cm3)，比强度和比刚度很高，而且阻尼性好、切削加工性好、导电导热性好，在航空、航天、汽车和通讯行业备受青睐，具有良好的工业应用前景。然而，镁合金是密排六方结构，滑移系少，室温下塑性变形能力差，强度低，制约了镁合金在工业领域的广泛应用。近年来，随着社会和科技的发展，各行业对高性能材料需求逐渐增加，特别是高强度、高塑性、高疲劳性的要求。

为了提高镁合金的强度和塑性，人们尝试往镁合金中加入稀土元素，稀土元素具有良好的固溶强化、沉淀强化作用，可以有效地改善合金组织和微观结构、提高合金室温及高温力学性能。稀土镁合金室温下抗拉强度相对传统镁合金有了明显改善，但塑性比较差，研究表明超细晶材料相对传统块状材料力学性能有明显的改善。20多年来，人们采取了多种细化方法制备超细晶材料，大塑性变形是一种独特的，以组织控制为目的的塑性加工方法可直接获得亚微晶和纳米晶组织，也是近年来人们研究镁合金的一个重点。大塑性变形工艺可以细化晶粒改善镁合金的性能，但目前存在两个问题：一个是挤压温度不能过低，挤压温度低时材料会出现裂纹；另一个是挤压过程中析出相的析出，挤压过程中，析出相形核和长大，形成粗大的微米级别的脆性相，对材料的强化没有贡献，反而会降低材料的强度和塑性。为了制备高性能的超细晶稀土镁合金，需要优化挤压工艺，控制第二相的析出和尺寸大小。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的不足，针对稀土镁合金挤压过程中，析出相大量析出和长大，形成脆性相，导致材料强度和塑性降低的问题，提供一种制备高强度高塑性稀土镁合金的挤压方法，所述方法制备得到的稀土镁合金晶粒大幅度细化，而且第二相析出的比较少。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种制备高强度高塑性稀土镁合金的挤压方法，包括以下步骤：

采用的挤压模具为等通道挤压模具，横通道和竖通道夹角为90℃；分别对所述模具和待挤压的试样进行加热；试样的加热温度和模具的加热温度不同，试样加热温度低于模具加热温度。将加热后的所述试样放入加热后的所述模具中进行快速挤压，尽量减短挤压过程的时间，且在所述试样被挤出的方向上施加背压，使所述试样处于三向应力下。所述模具的加热温度为400℃，所述试样的加热温度为330-350℃，且所述模具温度不低于所述试样温度。所述背压为50MPa。

本发明所述三向为为横向，纵向，挤压方向。

较佳的，所述挤压的速度为12mm/s，挤压时间为9-40s。

较佳的，所述挤压的次数为8道次。

较佳的，所述试样尺寸为：12mmx12mmx90mm，试样切好后，表面磨光。

较佳的，所述试样是Mg-10Gd-3Y-0.4Zr稀土镁合金。