[發(fā)明專利]一種制備高強(qiáng)度高塑性稀土鎂合金擠壓工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210359377.7
• 申請(qǐng)日: 2012-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102839340A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾小勤;周銀鵬;李德江;蘇昕;丁文江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C22F1/06
• 分類號(hào): C22F1/06
• 代理公司: 上海旭誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金擠壓方法，特別涉及一種稀土鎂合金擠壓方法。

背景技術(shù)

鎂合金是工程結(jié)構(gòu)材料中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，以其優(yōu)異的性能而受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。在實(shí)用材料中鎂合金的密度最低(約1.74g/cm3)，比強(qiáng)度和比剛度很高，而且阻尼性好、切削加工性好、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，在航空、航天、汽車和通訊行業(yè)備受青睞，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。然而，鎂合金是密排六方結(jié)構(gòu)，滑移系少，室溫下塑性變形能力差，強(qiáng)度低，制約了鎂合金在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，隨著社會(huì)和科技的發(fā)展，各行業(yè)對(duì)高性能材料需求逐漸增加，特別是高強(qiáng)度、高塑性、高疲勞性的要求。

為了提高鎂合金的強(qiáng)度和塑性，人們嘗試往鎂合金中加入稀土元素，稀土元素具有良好的固溶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化作用，可以有效地改善合金組織和微觀結(jié)構(gòu)、提高合金室溫及高溫力學(xué)性能。稀土鎂合金室溫下抗拉強(qiáng)度相對(duì)傳統(tǒng)鎂合金有了明顯改善，但塑性比較差，研究表明超細(xì)晶材料相對(duì)傳統(tǒng)塊狀材料力學(xué)性能有明顯的改善。20多年來(lái)，人們采取了多種細(xì)化方法制備超細(xì)晶材料，大塑性變形是一種獨(dú)特的，以組織控制為目的的塑性加工方法可直接獲得亞微晶和納米晶組織，也是近年來(lái)人們研究鎂合金的一個(gè)重點(diǎn)。大塑性變形工藝可以細(xì)化晶粒改善鎂合金的性能，但目前存在兩個(gè)問(wèn)題：一個(gè)是擠壓溫度不能過(guò)低，擠壓溫度低時(shí)材料會(huì)出現(xiàn)裂紋；另一個(gè)是擠壓過(guò)程中析出相的析出，擠壓過(guò)程中，析出相形核和長(zhǎng)大，形成粗大的微米級(jí)別的脆性相，對(duì)材料的強(qiáng)化沒(méi)有貢獻(xiàn)，反而會(huì)降低材料的強(qiáng)度和塑性。為了制備高性能的超細(xì)晶稀土鎂合金，需要優(yōu)化擠壓工藝，控制第二相的析出和尺寸大小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，針對(duì)稀土鎂合金擠壓過(guò)程中，析出相大量析出和長(zhǎng)大，形成脆性相，導(dǎo)致材料強(qiáng)度和塑性降低的問(wèn)題，提供一種制備高強(qiáng)度高塑性稀土鎂合金的擠壓方法，所述方法制備得到的稀土鎂合金晶粒大幅度細(xì)化，而且第二相析出的比較少。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種制備高強(qiáng)度高塑性稀土鎂合金的擠壓方法，包括以下步驟：

采用的擠壓模具為等通道擠壓模具，橫通道和豎通道夾角為90℃；分別對(duì)所述模具和待擠壓的試樣進(jìn)行加熱；試樣的加熱溫度和模具的加熱溫度不同，試樣加熱溫度低于模具加熱溫度。將加熱后的所述試樣放入加熱后的所述模具中進(jìn)行快速擠壓，盡量減短擠壓過(guò)程的時(shí)間，且在所述試樣被擠出的方向上施加背壓，使所述試樣處于三向應(yīng)力下。所述模具的加熱溫度為400℃，所述試樣的加熱溫度為330-350℃，且所述模具溫度不低于所述試樣溫度。所述背壓為50MPa。

本發(fā)明所述三向?yàn)闉闄M向，縱向，擠壓方向。

較佳的，所述擠壓的速度為12mm/s，擠壓時(shí)間為9-40s。

較佳的，所述擠壓的次數(shù)為8道次。

較佳的，所述試樣尺寸為：12mmx12mmx90mm，試樣切好后，表面磨光。

較佳的，所述試樣是Mg-10Gd-3Y-0.4Zr稀土鎂合金。