专利名称：一种同步提高铸造镁合金强度和塑性的加工方法
技术领域：
本发明公开了ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法，特指通过人工时效及大变形量压缩来制备高强高延展性镁合金板材的方法。属于镁合金加工技术领域。
背景技术：
镁合金作为“21世纪绿色工程材料”，在航空、军事、汽车以及3C领域都有重要的应用价值和广阔的应用前景。目前市面上的镁合金产品主要以铸件为主。但铸造镁合金的强度较低、塑性较差，只能用作ー些力学性能要求较低的场合。为使铸造镁合金应用在力学性能要求高的零部件上，有必要对其进行后续加工。然而铸造镁合金低的延展性使现有技术很难对其进行后续加工。ECAP虽能改善铸造镁合金如AZ91的力学性能，但其エ艺较复 杂，需要反复多道次挤压，加工材料受模具尺寸的限制，生产效率低，所需成本较高，エ业应用前景有限。中国专利申请号201210124223. X虽也采用高温大压下量及温轧退火的エ艺来改善镁合金的性能，其延性有大幅度的提升，但其强度只稍有提高，且生产エ序多、成本高，后续轧制铸造镁合金易开裂。为扩大铸造镁合金的应用，有必要寻求ー种低成本、简单有效的改善铸造镁合金性能的加工エ艺。
发明内容
本发明目的在于克服现有铸造镁合金加工技术的不足、生产效率过低，难以规模化工业生产等问题而提供ー种エ艺设计合理、设备要求简单、操作方便、成本低、效率高，通过预时效与大变形量压缩相结合制备出强度、延展性良好镁合金板材的方法。本发明的ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法，包括下列步骤第一歩均匀化处理将铸态镁合金加热到38(T550°C保温，进行均匀化处理后自然冷却至室温；第二步人工时效将第一歩所得材料加热至10(T250°C人工时效后，水淬；第三步压缩变形将第二步所得材料加热到压缩温度35(T550°C，均温后进行压缩变形，变形量70 95%。 本发明ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法中，所述铸态镁合金为可时效强化的铸造镁合金。本发明ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法，所述压缩采用热锻或挤压。本发明ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法中，均匀化处理保温时间为2 48h。本发明ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法中，时效时间为O. 5 50h。本发明ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法中，压缩变形前的保温时间为 l(T60min。本发明ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法中，压缩变形温度为380 520で，变形量为80 90%。本发明通过预时效可以使合金析出相增多，这些析出相有效阻碍了位错滑移，位错缠结，从而提高镁合 金強度；同时，粗大析出相可成为动态再结晶的有效形核点，增大动态再结晶形核率。此外，变形时利用高温激活非基面滑移弱化基面织构；析出的沉淀相也可抑制压缩时再结晶晶粒的长大，保留细小的再结晶晶粒，从而得到组织均匀、细小的镁合金，提高镁合金的強度和延性。本发明ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法具有以下几大优点I、本发明利用常规的压缩设备即可实现，エ艺设计合理、流程短，仅需一道次变形即可获得高强高延展性铸造镁合金，大幅提高生产效率，降低成本，有利于大规模エ业化应用；2、本发明利用变形前的预时效使得镁合金析出相增多，増大了动态再结晶形核率，同时析出相阻住动态再结晶晶粒长大，使得变形后的晶粒细小均匀，提高镁合金強度和延性；3、本发明利用高温压缩激活非基面滑移系弱化织构，且预时效引入的析出相阻碍了位错滑移，位错缠结，强度提高。综上所述，本发明エ艺设计合理，设备要求简单，操作方便，成本低、效率高，有效地克服了现有技术关于需多道次制备性能优良的镁合金，晶粒细化不均匀和难以规模化应用等难题，具有良好的エ业应用前景。
附图Ia为本发明实施例I的铸态AZ91镁合金450°C热锻变形的显微组织，变形量80%。附图Ib为本发明实施例I的铸态AZ91镁合金225°C时效10h，450°C热锻变形后的显微组织，变形量80%。附图Ic为本发明实施例I的铸态AZ91镁合金加工前后的室温拉伸曲线曲线I为固溶处理后的力学性能，曲线2为未时效热锻后的力学性能；曲线3为时效后热锻的力学性能。附图2为本发明实施例2的铸态AZ91镁合金加工前后的室温拉伸曲线曲线4为固溶处理后的力学性能，曲线5为未时效热锻后的力学性能；曲线6为时效后热锻的力学性倉^:。附图3a为本发明实施例3的ZM6镁合金480 V热锻变形的扫描组织，变形量84%。附图3b为本发明实施例3的ZM6镁合金200°C时效llh，480°C热锻变形后的扫描组织，变形量84%。附图3c为本发明实施例3的ZM6镁合金加工前后的室温拉伸曲线曲线7为固溶处理后的力学性能，曲线8为未时效热锻后的力学性能；曲线9为时效后热锻的力学性能。附图4为本发明实施例4的ZM6镁合金加工前后的室温拉伸曲线曲线10为固溶处理后的力学性能，曲线11为未时效热锻后的力学性能；曲线12为时效后热锻的力学性能。
附图5为本发明实施例5的铸态AZ91镁合金加工前后的室温拉伸曲线曲线13为固溶处理后的力学性能，曲线14为未时效挤压后的力学性能；曲线15为时效后挤压的力学性能。
具体实施例方式以下结合实施例旨在进ー步说明本发明，而非限制本发明。实施例I本实施例利用原材料为铸态AZ91镁合金。
权利要求
1.ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法，包括下列步骤第一步均勻化处理将铸态镁合金加热到38(T550°C保温，进行均匀化处理后自然冷却至室温；第二步人工时效将第一歩所得材料加热至10(T250°C人工时效后，水淬；第三步压缩变形将第二步所得材料加热到压缩温度35(T550°C，均温后压缩，变形量70 95%。
2.根据权利要求I所述的ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法，其特征在于所述铸态镁合金为可时效强化的铸造镁合金。
3.根据权利要求2所述的ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法，其特征在于所述压缩采用热锻或挤压。
4.根据权利要求3所述的ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法，其特征在于均匀化处理保温时间为2 48h。
5.根据权利要求4所述的ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法，其特征在于人工时效时间为O. 5"50ho
6.根据权利要求5所述的ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法，其特征在于压缩变形前的保温时间为l(T60min。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的ー种同步提高铸造镁合金強度和塑性的加工方法，其特征在于压缩变形温度为38(T520°C，变形量为80 90%。
全文摘要
一种同步提高铸造镁合金强度和塑性的加工方法，即将铸态镁合金均匀化退火后，加热到100~250℃进行预时效，然后加热至350~550℃，均温后压缩变形，变形量70~95%。本发明有效地提高了铸造镁合金的强度和塑性，并获得组织均匀、细小、稳定的镁合金板材；克服了铸造镁合金的塑性差、不易热加工等缺点。与通过多道次变形来提高镁合金强度、塑性工艺相比，该发明仅需一道次变形即可获得性能优良的镁合金板材，大大缩短了工艺流程，简化加工工艺，有效地节约能源、降低成本，具有良好的工业应用前景。
文档编号C22F1/06GK102828132SQ201210310618
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者杨续跃, 孙欢, 马继军, 王军 申请人:中南大学