[发明专利]高强度镁合金型材制备方法在审
申请号: | 201510626598.X | 申请日: | 2015-09-28 |
公开(公告)号: | CN105238978A | 公开(公告)日: | 2016-01-13 |
发明(设计)人: | 穆锦辉;吴稀勇;崔妍;李江海;陈利红 | 申请(专利权)人: | 天津东义镁制品股份有限公司 |
主分类号: | C22C23/02 | 分类号: | C22C23/02;C22F1/06 |
代理公司: | 天津才智专利商标代理有限公司 12108 | 代理人: | 吕志英 |
地址: | 301721 天津市武清*** | 国省代码: | 天津;12 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 强度 镁合金 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种高强度镁合金型材制备方法。
背景技术
镁合金作为最轻的实用金属材料,其具有高的比强度和比刚度,很好的抗磁性,高的电负性和导热性,良好的抗震吸震能力以及优良的切削加工性能,易回收再利用,加之资源丰富,己成为汽车、3C产业、航空工业等领域的首选材料。随着镁合金应用领域的扩大,镁合金的研究和开发也进入了新时代。工业纯镁的力学性能较差,经常不作为结构材料直接用,而是通过形变硬化、晶粒细化、合金化、热处理强化、镁基复合等多种方法或这些方法的综合运用,来使镁的力学性能大幅度改善。在这些方法中镁的合金化是实际中最基本、最常用和最有效的强化途径,而合金元素的选择以及热处理工艺又是强化的关键。所以通过向合金中加入一定量的微量元素并通过热处理工艺获得成分均匀、组织细小,性能优异和综合力学性良好的镁合金成为镁合金领域的重要研究方向。在成分描述上,一般镁合金成分描述中仅标明不同合金元素或杂质含量,镁作为基体不需要再说明。
为了提高镁合金型材的强度,在合金元素的选择上都以添加大量的稀土元素并通过复杂的工艺获得高强度镁合金型材。稀土元素不仅价格昂贵,而且比重大,通过添加高稀土含量制备高强耐热镁合金将导致合金的成本大幅提高。在常规镁合金型材的挤压中,一般直接采用半连铸坯料,经过坯料炉或工频炉加热后挤压,由于在半连铸过程中存在疏松,缩孔,偏析等缺陷,在薄壁型材挤压中会引起型材产品组织及性能的差异,从而降低成材率。
常用挤压镁合金体系为AZ系列,一般多用AZ31。和铝合金相比,镁合金型材产品拉伸强度高,但压缩强度低,不适用于承受弯曲,压缩等使用环境。如AZ31拉伸屈服强度可到160MPa,但压缩屈服强度90MPa,远低于6063-T5铝合金。
发明内容
针对现有技术中结构上的不足,本发明的目的是提供一种高强度镁合金型材产品制备方法,首先采用均匀化热处理工艺,改善坯料组织,消除偏析等不均匀性结构,同时固溶在浇注中析出的第二相,降低挤压中的突破压力,以提高挤压速度和模具寿命。由于采用合适的成分范围,可以挤压后进行时效热处理,以进一步提高型材性能。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是提供一种高强度镁合金型材制备方法,该方法制备的镁合金型材成分包括:Al:4.5~6.6%,Zn:0.5~1.5%,Mn:0.2~1.5%,其他杂质Fe,Ni,Cu,Si的含量为0.05%,Mg为基体。
制备工艺路线:按上述成分制得坯料,将坯料进行均匀化-坯料挤压-型材时效热处理,所述均匀化温度在350~420度,时间10~24小时;挤压型材的挤压比在30以上;热处理温度170~230度,时间6~30小时。
所述型材性能:硬度达到HW11~12或以上,弯曲性能达到常用6063-T5铝合金型材的80~90%。
本发明的效果是该方法前期采用均匀化处理工艺,优化坯料结构,消除铸坯缺陷,有利于后续型材挤压。同时采用合适的时效处理工艺,提高型材最终性能。经过均匀化处理,可提高型材挤压速度10%左右,同时也可在一定程度上提高模具寿命;经过时效热处理,可提高硬度HW1~2。
具体实施方式
结合实施例对本发明的高强度镁合金型材产品制备方法加以说明。
本发明的高强度镁合金型材产品制备方法是基于常用的AZ系列合金体系,对镁合金化学成分,挤压工艺参数,热处理制度进行优化,以提高镁合金产品压缩或弯曲性能。通过优化合金成分,调整挤压工艺及热处理参数,使镁合金性能达到常用铝合金性能。作为轻质化材料,可用于一般结构件型材产品,降低能源消耗等。均匀化处理在铝合金高性能型材挤压上已使用,但是在镁合金型材挤压上,目前使用的很少;在本发明的高强度镁合金型材产品制备方法中,针对不同合金成分的坯料及均匀化工艺进行优化,最终可实现接近铝合金6063-T5性能的镁合金型材产品。
本发明的种高强度镁合金型材制备方法的镁合金型材成分包括:Al:4.5~6.6%,Zn:0.5~1.5%,Mn:0.2~1.5%,其他杂质Fe,Ni,Cu,Si的含量为0.05%,Mg为基体。
制备工艺路线:按上述成分制得坯料,将坯料进行均匀化-坯料挤压-型材时效热处理,所述均匀化温度在350~420度,时间10~24小时;挤压型材的挤压比在30以上;热处理温度170~230度,时间6~30小时。
所述型材性能:硬度达到HW11~12或以上,弯曲性能达到常用6063-T5铝合金型材的80~90%。
实施例以制备镁合金圆管为例
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