[发明专利]一种稀土镁合金锻压强化工艺

说明书

本发明公开了一种低成本稀土镁合金的锻压强化工艺，镁合金的质量百分比成分为，Al：2.5%~3.5、Gd：1.0%~2.0%、Y：0.5%~1.0%、Mn：0.15%~0.5%，其余为镁和不可去除杂质元素。该工艺包括如下步骤：（1）将坯料在450~500℃保温0.5~2 h后进行多向锻压开坯；（2）将所述步骤（1）得到的坯料在400~440℃保温1~4 h后进行多向锻压；（3）将所述步骤（2）中得到的坯料在300~320℃保温0.5~1 h后进行多向锻压；（4）将所述步骤（3）中得到的坯料在300~360℃保温0.5~1 h后进行自由锻压或模锻成形。本发明通过四个锻压工艺步骤的有机结合，成功的制备出了低成本、高性能、高性价比的镁合金零部件，为推广镁合金在航空航天、国防军工、汽车交通等领域的产业化应用具有重要的意义。

技术领域：

本发明涉及一种低成本稀土镁合金锻压强化工艺，属于镁合金变形强化领域。

背景技术：

镁合金因其具有低密度，高比强度、比刚度，良好的导热散热能力，良好的电磁屏蔽及阻尼减震性能，同时具有良好的铸造及机械加工性能，而被誉为“21世纪绿色工程材料”。在航空航天、国防军工、交通运输及3C产品等领域已得到了广泛的应用。Mg-Al系合金(如AZ91、AZ31、AM60等)已经用于制造飞机、汽车的仪表盘，手机、笔记本电脑的壳体等零部件。但Mg-Al系合金由于强度低、抗蠕变性能差、变形加工困难等缺点限制了其进一步的产业化应用。稀土元素由于其具有特殊的物理和化学特性，能与镁及镁合金中的合金元素形成高熔点化合物或固溶在基体镁中，起到细化晶粒、析出强化和固溶强化等作用，从而提高镁合金的室温和高温强度。高性能的稀土镁合金由于稀土含量较高，使得合金的成本很高，难以实现大规模的商业化应用。要推广镁合金的产业化应用必须要提高镁合金的综合性能，同时降低材料成本。因此开发出低成本的稀土镁合金，对推广镁合金的应用十分有意义。

发明内容：

本发明针对一种低成本稀土镁合金合金，提供一种梯度变温多向锻压工艺以达到形变强化的效果，进而制备出低成本，高性能的镁合金材料，以促进推广镁合金的商业化应用。

本发明的技术方案是，提供一种低稀土含量的镁合金锻压工艺，镁合金的质量百分比成分为，Al：2.5％～3.5、Gd：1.0％～2.0％、Y：0.5％～1.0％、Mn：0.15％～0.5％，其余为镁和不可去除杂质元素。该工艺包括如下步骤：

将坯料在450～500℃保温0.5～2h后进行多向锻压开坯；

将所述步骤(1)得到的坯料在400～440℃保温1～4h后进行多向锻压；

将所述步骤(2)中得到的坯料在300～320℃保温0.5～1h后进行多向锻压；

将所述步骤(3)中得到的坯料在300～360℃保温0.5～1h后进行自由锻压或模锻成形。

优选的，所述步骤(1)中的多向锻压开坯是先沿坯料截面的最大两点连线方向(如截面是方形就沿对角线方向，圆形就沿直径方向)锻压；然后沿与第一次垂直的方向锻压，经过反复几次的锻压使截面近似为等边八边形；然后沿与截面垂直的方向进行锻压，这一连续的锻压过程算第一个道次。

优选的，所述步骤(2)中的多向锻压，每道次都是沿等边八边形的对角线进行锻压，每次锻压完后均保持截面近似为等边八边形，最后沿与截面垂直的方向进行锻压。

优选的，所述步骤(1)中，多向锻压为开坯处理，属于大变形量锻压(道次变形量大于10％的变形为大变形量锻压)。

优选的，所述步骤(1)中，当坯料表面温度低于350℃时停止锻压。

优选的，所述步骤(2)中，多向锻压为大变形量锻压。

优选的，所述步骤(2)中，当坯料表面温度低于300℃时停止锻压。