[发明专利]细晶大尺寸镁合金型材的制备方法

说明书

本发明提供了细晶大尺寸镁合金型材的制备方法，步骤依序包括：将镁合金锭坯在均匀化热处理；镦粗，循环压缩三次，滚圆；回炉保温；镦粗，循环压缩四次，滚圆；回炉保温；镦粗，循环压缩五次，滚圆；回炉保温；镦粗，循环压缩六次，滚圆；回炉保温；利用余热进行挤压，并在挤压出口处通过环形喷嘴进行淬水，得到镁合金型材。采用本发明方法，不仅能够在制备过程中有效防止坯料开裂，而且能够提高坯料边部温度和坯料变形能力，还能够使镁合金发生完全静态再结晶，更为重要的是能够细化镁合金型材晶粒，尤其适用于制造大尺寸镁合金型材。

技术领域

本发明涉及镁合金型材制备技术，具体涉及细晶大尺寸镁合金型材的制备方法。本发明所述大尺寸是指镁合金型材的任意两个维度的轮廓尺寸不小于120mm，所述轮廓尺寸不包括壁厚。

背景技术

随着航空航天、国防军工等技术的快速发展，相关产业对镁合金、铝合金等轻质材料的种类及数量需求急剧增加。镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、阻尼减振性好、资源丰富等优点，是目前工程应用中最轻的金属结构材料，被誉为“用之不竭的轻质材料”、“绿色的工程材料”，其在航空航天、国防军工领域有着重要的应用前景。尽管镁合金在自身材料体系发展和与其关联制造技术方面都取得了重大进步，尤其是在交通运输以及3C等领域已达到一定产业化水平，但随着航空航天、兵器工业等技术的快速发展，要求镁合金型材与锻件具有更大的几何尺寸、更高的服役性能，以替代部分中高强铝合金作为主/次承力构件使用。

目前，为了提高镁合金构件的组织均匀性和最终力学性能，通常需要进行预变形开坯。对于小尺寸构件，通常采用挤压工艺来提高构件的最终组织均匀性，而对于大尺寸镁合金构件，受制于挤压的局限性，需采用锻造工艺实现变形开坯，但作为密排六方的镁合金，因其成形性较差，采用传统锻造工艺容易出现变形开裂，且锻造的大尺寸镁合金晶粒粗大。因此，开发新的细晶大尺寸镁合金型材的制备方法，对于推动变形镁合金产品在主承力构件上的应用具有积极的意义。

文献CN105970130B公开了一种交替反挤压制备细晶镁合金的方法，步骤包括：1 )切割得镁合金圆柱体棒；2)棒料加热处理；3)模具预热；4)交替反挤压：将镁合金圆柱体棒，进行3～6道次的反挤压，制得镁合金变形件；每道次反挤压的操作顺序相同；每两道次反挤压之间，进行一次坯料回炉加热，将坯翻面进行下一道次反挤压；其中，首次反挤压，将镁合金圆柱体棒置于凹模底部，中心凸模下行后卸载，然后，空心凸模下行；5)最终道次锻造：中心凸模和空心凸模同时下行挤压，获得细晶镁合金。然而，该方法是针对外径为60～100mm、高度为30～50mm的小尺寸镁合金细化晶粒，并不是适用于制造大尺寸镁合金型材并细化大尺寸镁合金型材的晶粒。

发明内容

本发明目的在于提供细晶大尺寸镁合金型材的制备方法。

为了实现所述目的，本发明采用如下技术方案。

细晶大尺寸镁合金型材的制备方法，步骤包括：

步骤1，将镁合金锭坯在500~520℃保温20~30h进行均匀化热处理；

步骤2，将均匀化处理后的镁合金锭坯镦粗，将所得镦粗件按照“X向—Y向—Z向”循环压缩三次，压缩结束后滚圆；

步骤3，将步骤2中滚圆后的坯料进行回炉保温，保温温度控制为470~490℃，保温时间控制为0.5~1.5h；

步骤4，将步骤3中保温结束后的坯料镦粗，将所得镦粗件按照“X向—Y向—Z向”循环压缩四次，压缩结束后滚圆；

步骤5，将步骤4中滚圆后的坯料进行回炉保温，保温温度控制为500~520℃，保温时间控制为3~5h；

步骤6，将步骤5中保温结束后的坯料镦粗，将所得镦粗件按照“X向—Y向—Z向”循环压缩五次，压缩结束后滚圆；