[发明专利]一种电弧增材用高强韧镁合金丝材的制备方法

说明书

本发明涉及金属基复合材料技术领域，具体公开了一种电弧增材用高强韧镁合金丝材的制备方法。该方法包括以下步骤：（1）在氩气的保护下装料、熔化镁合金，加入稀土元素及精炼剂C₂Cl₆；浇铸成锭坯；（2）将锭坯均匀化退火处理，挤压成棒材；（3）将棒材进行固溶处理，处理完成后轧制；（4）将轧制好的棒材进行高能脉冲处理；（5）人工时效处理；（6）将棒材经打磨后放入拉丝模具中进行拉拔；（7）重复（4~6），直至丝材直径为1~1.8mm停止，得到用于电弧增材制造的镁合金丝材。该制备方法可以获得一种高强度高塑性的镁合金丝材，制备得到力学性能优质的镁合金试样，抗拉强度为300~350MPa，延伸率为20~25%。

技术领域

本发明属于金属基复合材料技术领域，特别涉及一种电弧增材用高强韧镁合金丝材的制备方法。

背景技术

电弧熔丝增材制造技术（WAAM）是一种采用电弧为热源，同步添加金属丝材，在程序的控制下焊接打印出金属零件的技术。电弧熔丝增材制造对环境和金属材质不敏感、沉积效率高、丝材利用率高、整体制造周期短、生产成本低。另外，电弧熔丝增材制造的零件由全焊缝金属组成，化学成分均匀、致密度高，力学性能优于铸造件，经适当调质手段可达到锻件水平，较整体锻造零件具有强度高、韧性好的特点。镁合金具有高的比强度和比刚度、易于回收以及优良的导电性和导热性、好的减震性、高的冲击韧性等特点，成为航天航空领域应用最广的轻量化材料之一，被应用于电弧增材制造领域，能够满足现代制造业对低能耗、高效率的需求。镁由于其密排六方的晶体结构，室温下表现出较差的塑性和冷成形性，丝材的制备相对困难，为了满足使用要求，镁合金丝材必须具有良好的力学性能、耐腐蚀性以及抗磨损性能，因此制备出综合性能优异、能满足实用要求的镁合金丝材十分具有必要性。

发明内容

本发明的目的是提供一种电弧增材用高强韧镁合金丝材的制备方法，此制备方法可以高效的获得高强度高塑性的镁合金丝材，制备得到优质性能的镁合金试样，扩大其的应用市场。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种电弧增材用高强韧镁合金丝材的制备方法，包括以下步骤：

（1）在氩气的保护下装料、熔化镁合金，当温度升高至780~800℃加入稀土元素La，搅拌至充分熔化后静置；当温度降至740~760℃时，加入精炼剂C₂Cl₆；当温度降至720℃时浇铸成锭坯；

（2）将锭坯在350℃~400℃下均匀化退火处理16~24h，随后在350~380℃温度下，挤压成棒材，挤压比为30~50:1；

（3）将棒材进行固溶处理，固溶温度为320~340℃，保温时间为1~3h，处理完成后进行轧制，设置轧制速率为400~450r/min，轧制温度为340~350℃，每道次轧制的变形量为20~30%，多次进行固溶处理和轧制，直至棒材直径为20~30mm为止；

（4）将轧制好的棒材进行高能脉冲处理300~350s；

（5）经过高能脉冲处理后的板材进行人工时效处理，时效工艺为200℃×24h；

（6）将棒材经打磨后放入拉丝模具中进行拉拔，拉拔的每道次变形程度为9~15%，拉拔温度为300~400℃；

（7）重复（4~6），直至丝材直径为1~1.8mm停止，得到用于电弧增材制造的镁合金丝材。

进一步，所述步骤（1）中的镁合金为重稀土镁合金，由以下重量百分比的组分组成：Gd 7.5~10%，Y 2.1~4.5%，Zr 0.3~1.8%，Zn 1.5~3.6%，其余为镁和不可去除杂质。

进一步，所述步骤（1）中稀土元素La的用量为镁合金中镁含量的1~2wt%。