[发明专利]基于铸造态纯镁或镁合金的固态加工方法

说明书

本发明提供了一种基于铸造态纯镁或镁合金的固态加工方法，其包括步骤：S1，提供铸造态纯镁母材或镁合金母材；S2，提供旋转搅拌头；S3，搅拌针以一定的下压力压入纯镁母材或镁合金母材中并使轴肩接触纯镁母材或镁合金母材的外表面；以及S4，旋转搅拌头旋转运动并进行平移运动，搅拌针的平移运动遍历的区域为纯镁母材或镁合金母材的加工区域，加工区域内的镁在摩擦热的作用下产生塑性变形并发生动态再结晶，由此得到固态加工后的纯镁或镁合金。固态加工后得到的纯镁或镁合金的晶粒尺寸相对于原始铸造态大大细化，使得其在环境中氧化形成的氧化镁的致密性高，改善了氧化膜疏松多孔的缺陷，提高了铸造态纯镁母材或镁合金母材的耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及固态加工技术领域，尤其涉及一种基于铸造态纯镁或镁合金的固态加工方法。

背景技术

镁或镁合金材料具有低密度、高比强度、良好的铸造性能、良好的导电导热性能以及易回收等一系列优点。目前，在交通运输、电子设备、生物医疗等领域有着广泛应用。但是，当镁或镁合金材料由铸造方法成形后，由于其化学活性高、标准电极电位很低，其在日常环境中氧化形成的氧化镁又疏松多孔、保护性差。当在潮湿的环境中极易发生腐蚀，大大限制了铸造态纯镁或镁合金的应用。

为了解决铸造态纯镁或镁合金耐腐蚀性能差的缺陷，通常采用的处理方法如下：(1)对铸造态纯镁或镁合金进行表面覆层处理，以此通过隔绝腐蚀介质来提高镁及镁合金的耐腐蚀性能，表面覆层处理包括阳极氧化处理、化学转化镀层、物理沉积涂层、热处理等工艺；(2)通过添加一定量的合金元素(如铝、锌、稀土等)，以此改善镁合金在含Cl-水溶液中的腐蚀产物的致密性来提高镁合金的耐腐蚀性能。

但是，采用表面覆层处理工艺并没有改变铸造态纯镁或镁合金本身的耐腐蚀性能，如果在外加力或热作用下表面覆层发生破损而使铸造态纯镁或镁合金与外部腐蚀环境接触，那么铸造态纯镁或镁合金依然会发生严重的腐蚀破坏。由于大部分合金元素的固溶度较低，易于析出第二相组织，其与基体α-Mg之间会产生严重的电偶腐蚀倾向，作为阳极的镁基体就会被加速腐蚀，大大降低了合金元素对镁合金耐腐蚀性能的改善效果。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于铸造态纯镁或镁合金的固态加工方法，其能大大提高铸造态纯镁或镁合金的耐腐蚀性能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于铸造态纯镁或镁合金的固态加工方法，其包括步骤：S1，提供采用铸造方法加工出的铸造态纯镁母材或镁合金母材；S2，提供旋转搅拌头，其中旋转搅拌头具有轴肩和固定连接于轴肩的搅拌针；S3，使旋转搅拌头的搅拌针以一定的下压力从纯镁母材或镁合金母材的外表面向内压入纯镁母材或镁合金母材中并使旋转搅拌头的轴肩接触纯镁母材或镁合金母材的外表面；以及S4，使旋转搅拌头旋转运动并同时相对纯镁母材或镁合金母材进行平移运动，旋转搅拌头的轴肩的下表面与纯镁母材或镁合金母材的外表面摩擦，旋转搅拌头在工作过程中产生的摩擦热使得纯镁母材或镁合金母材达到的温度低于镁的熔点，其中搅拌针的平移运动遍历的区域为纯镁母材或镁合金母材的加工区域，加工区域内的镁在摩擦热的作用下产生塑性变形并发生动态再结晶，由此得到固态加工后的纯镁或镁合金。

本发明的有益效果如下：