[發(fā)明專利]一種AZ91D鑄造鎂合金晶粒細(xì)化的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110253615.1
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN102321859A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張瑞軍;劉秋香
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號(hào): C22F1/06
• 分類號(hào): C22F1/06
• 代理公司: 大連一通專利代理事務(wù)所(普通合伙) 21233
• 代理人: 劉建年

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬處理方法，特別涉及鎂合金的處理方法。

背景技術(shù)

鎂合金在汽車、航空航天、電子信息等領(lǐng)域獲得了日益廣泛的應(yīng)用，其原因主要是鎂合金具有密度小、比強(qiáng)度高、電磁波屏蔽性、減震性好、鑄造性能好、可以回收利用及其良好的機(jī)械加工性等優(yōu)點(diǎn)。但是其晶格結(jié)構(gòu)為密排六方結(jié)構(gòu)，這就決定了它的塑性差、常溫力學(xué)性能差、高溫強(qiáng)度低，致使鎂合金的應(yīng)用受到極大限制。

細(xì)化晶粒是一種能同時(shí)有效提高金屬合金強(qiáng)度和韌性的方法。因此，發(fā)展各種能有效細(xì)化合金晶粒的技術(shù)和方法一直備受關(guān)注。

為提高M(jìn)g-Al系鎂合金的強(qiáng)度和韌性指標(biāo)，迄今為止，人們已發(fā)展了多種細(xì)化合金晶粒的方法。常規(guī)的鑄造鎂合金晶粒細(xì)化工藝有過熱處理工藝、碳變質(zhì)處理法，此外塑性變形是細(xì)化鎂合金晶粒的有效手段。雖然過熱處理對鎂合金有明顯的細(xì)化效果，但是溫度過高會(huì)是鎂合金出現(xiàn)嚴(yán)重的氧化和吸氣現(xiàn)象。碳變質(zhì)處理法細(xì)化效果較好，但是含碳變質(zhì)法中通常是往鎂合金中添加C₂Cl₆或者CCl₄等含有碳原子的化合物，而這些化合物在變質(zhì)過程中會(huì)釋放大量的氯氣，對環(huán)境和人體產(chǎn)生損害。塑性變形處理法設(shè)備的要求較高，且設(shè)備投資較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單、無污染、能有效細(xì)化鎂合金晶粒的AZ91D鑄造鎂合金晶粒細(xì)化的方法。本發(fā)明主要是通過常壓固溶處理結(jié)合高壓時(shí)效處理工藝來實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

(1)?常壓固溶處理：首先對AZ91D鑄造鎂合金進(jìn)行常壓固溶處理，其目的是使合金中起到強(qiáng)化作用的元素，如鋁、鋅等最大限度的溶入α-Mg基體，從而得到過飽和固溶體，為時(shí)效處理創(chuàng)造必要的條件。固溶處理溫度為400℃，保溫時(shí)間為24h，冷卻方式為水冷。

(2)?高壓時(shí)效處理：對上述常壓固溶處理后的AZ91D鑄造鎂合金在壓力作用下進(jìn)行時(shí)效處理，其主要目的是使常壓固溶處理后的AZ91D鎂合金在壓力及溫度的共同作用下發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)再結(jié)晶而獲得細(xì)化的組織。將上述AZ91D鑄造鎂合金置于CS-IIB型六面頂壓機(jī)中，作用于合金上的壓力升高至1～3GPa，溫度加熱至300~400℃，之后保溫保壓0.5~1h，最后斷電卸壓空冷至室溫。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：工藝方法簡單，無任何污染，AZ91D鑄造鎂合金的組織晶粒細(xì)化明顯，僅為其鑄態(tài)鎂合金晶粒尺寸的l/15～1/10。

附圖說明

圖1為AZ91D鑄造鎂合金的金相組織電鏡圖。

圖2為采用常壓固溶和常壓時(shí)效處理后的AZ91D鑄造鎂合金的金相組織電鏡圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1獲得的AZ91D鑄造鎂合金的金相組織電鏡圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例2獲得的AZ91D鑄造鎂合金的金相組織電鏡圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例3獲得的AZ91D鑄造鎂合金的金相組織電鏡圖。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1

所用AZ91D鑄造鎂合金的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：8.6?Al，0.7Zn，0.2Mn，0.05?Si，0.025?Cu，0.001?Ni，0.004?Fe，0.0007?Be，0.01雜質(zhì)，余量為Mg。對上述鎂合金進(jìn)行常壓固溶處理，溫度為400℃，保溫時(shí)間為24h，水冷至室溫。然后，將上述鎂合金切割成Ф8?mm×13.5mm的圓柱體試樣，并將其置于CS-IIB型六面頂壓機(jī)中進(jìn)行高壓時(shí)效處理，壓力為1GPa，加熱溫度為300℃，保溫保壓1h，斷電卸壓空冷至室溫（約25℃）。

為與實(shí)施例1比較，對常壓固溶處理后AZ91D鑄造鎂合金實(shí)施了常壓時(shí)效處理，加熱溫度為400℃，保溫時(shí)間是1h，空冷至室溫。

金相顯微組織觀察表明：采用本實(shí)施方案處理后的AZ91D鑄造鎂合金試樣中α-Mg基體的晶粒細(xì)化效果顯著，平均晶粒約為34μm，而經(jīng)常壓固溶+常壓時(shí)效處理工藝處理后的AZ91D鑄造鎂合金試樣中α-Mg基體的平均晶粒約為174μm。

實(shí)施例2