[發明專利]一種大尺寸塊體納米鎂合金制備方法

有效

• 申請號: 201210349709.3
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN102839339A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 劉楚明;萬迎春;唐蓓;陳志永;鄒利民
• 申請（專利權）人: 中南大學;蘇州維蘭德金屬科技有限公司
• 主分類號: C22F1/06
• 分類號: C22F1/06;C22C23/06
• 代理公司: 中南大學專利中心 43200
• 代理人: 胡燕瑜

技術領域

本發明涉及納米材料制備領域，特別涉及一種大尺寸塊體納米鎂合金制備方法。

背景技術

納米材料由于其優異的物理性能、化學性能以及力學性能已被應用于諸多高科技領域，也滲透到生活的各個方面。鎂合金是同類金屬材料中比強度、比剛度最高的材料之一，具有非常好的阻尼性能、高溫蠕變性能、尺寸穩定性和良好的冷熱加工性能，在航空航天、汽車等領域中得到廣泛應用，引起國內外學者的廣泛關注。因此，將納米技術應用到制備鎂合金中將進一步提高鎂合金各項性能。

目前，金屬納米材料的制備方法主要包括機械化學研磨方法、表面機械加工方法、電化學沉積法，粉末冶金法等。鎂合金則多用機械化學研磨和表面機械加工制備，但機械化學研磨和表面機械加工制備得納米鎂合金尺寸小，目前沒有報道顯示制備出大尺寸的塊體納米鎂合金并表征其室溫抗拉力學性能，并且樣品尺寸小，難以應用。

本發明利用擠壓-快速冷鍛造的方法制備出了直徑1-4mm、長100-2000mm大尺寸的塊體納米鎂合金，進行適當等溫時效，該納米鎂合金室溫抗拉強度為610-749MPa，屈服強度為547-710MPa，斷后伸長率為3.8-10%。

發明內容

本發明目的在于提供一種大尺寸塊體納米鎂合金制備方法，并制備出大尺寸塊體納米鎂合金。鎂合金質量百分成分為：Gd：6-13%，Y：2-6%，Zr：0.3-0.8%,?其余為Mg及不可去除的雜質元素，先將鎂合金半連續鑄造錠坯進行預擠壓，然后將預擠壓鎂合金進行快速冷鍛造，形成晶粒尺寸為40-100nm的塊體納米鎂合金，所得納米鎂合金制品尺寸為直徑：1-4mm、長：100-2000mm，將部分納米鎂合金進行時效熱處理。所得納米鎂合金室溫抗拉強度為610-749MPa，屈服強度547-710MPa，斷后伸長率為3.8-10%。?

本發明大尺寸塊體納米鎂合金制備方法，包括以下具體步驟：

a．將鎂合金半連續鑄造坯料進行預擠壓，擠壓溫度為400-450℃，擠壓速度為18-20mm/s，擠壓比為30-50；

b．將預擠壓鎂合金進行快速冷鍛造，鍛造溫度為10-100℃，道次變形量為1-8%，總變形量為10-40%；

c．將部分納米鎂合金制品進行時效熱處理；

本發明的優點在于：

1.???采用了擠壓-快速冷鍛造的塑性加工方法制備出納米鎂合金。擠壓-快速冷鍛造方法能在低溫下實現鎂合金的快速冷變形，從而劇烈細化鎂合金晶粒達到納米尺寸。相較于其他納米鎂合金制備方法，擠壓-快速冷鍛造方法能夠制備大尺寸塊體納米鎂合金，并且成本更低，工藝流程簡便。本發明將預擠壓鎂合金進行快速冷鍛造，鍛造溫度為10-100℃，道次變形量為1-8%，總變形量為10-40%，制備出了直徑：1-4mm、長：100-2000mm納米鎂合金制品。

2.???所得納米鎂合金強度最高達749MPa，目前尚未有報道制備出強度超過700MPa的大尺寸納米鎂合金，本專利申請制備出了大尺寸納米鎂合金，并采用實驗測得該納米鎂合金室溫抗拉強度達610-749MPa。

附圖說明

圖1為納米鎂合金微觀組織（TEM明場像）；

圖2為納米鎂合金制品圖片。

本發明通過調節上述參數，做了大量對比實驗。下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。這些實施例是用于說明本發明，而不是對本發明的限制，在本發明構思前提下對本發明工藝進行改進，都屬于本發明的保護范圍。

具體實施方式

實施例1：

將鎂合金半連續鑄造坯料（所述合金成分為（w%）：Gd：8%，Y：4%，Zr：0.5%,?其余為Mg及不可去除的雜質元素）進行預擠壓，擠壓溫度為450℃，擠壓速度為20mm/s，擠壓比50；將預擠壓鎂合金進行快速冷鍛造，鍛造溫度為100℃，道次變形量為1.6%，總變形量為39%；最終制得平均晶粒尺寸為50nm的納米鎂合金，該納米鎂合金制品尺寸為：直徑2mm，長2000mm。將部分所得納米鎂合金進行時效熱處理，根據GB/T228-2002對納米鎂合金進行力學性能測試，該納米鎂合金制品抗拉強度為：時效前647MPa，時效后749MPa；屈服強度為：時效前585MPa，時效后710MPa；斷后伸長率為：時效前10%，時效后6.9%。產品微觀組織（透射電鏡明場像）見圖1a，納米鎂合金制品圖片見圖2a。

實施例2：