[發明專利]一種分析鎂合金組織性能不均勻性的中間坯制備方法

有效

• 申請號: 201310419919.X
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103469131B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 李振亮;任慧平;金自力;吳朗;張婧
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: C22F1/06
• 分類號: C22F1/06;C22C23/00;C22C23/02;C22C23/04;C22C23/06;G01N1/28
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術領域

本發明涉及一種分析鎂合金組織性能不均勻性的中間坯制備方法，屬于金屬材料成型與加工技術領域。

背景技術

鎂合金由于質量輕、比強度高、電磁屏蔽性和減震性好等優點而備受關注，被譽為“21世紀最有前途的綠色工程材料”。近年來隨著鎂合金制備方法、成型技術的改進以及稀土鎂合金的大力研究，使鎂合金在軍工、民用等方面得到廣泛應用。

鎂合金由于特殊的密排六方結構，其a、c軸不相等，因此，即使是外形幾何尺寸對稱的試件或制件在塑性變形過程中也存在“拉壓不對稱性”，尤其是合金化程度較高時，這種“拉壓不對稱性”的影響因素就更復雜，導致變形后鎂合金的宏觀性能在某些方向上存在“不均勻”。

值得注意的是，如果鎂合金坯料或制件的幾何尺寸不對稱或不均勻時，這種性能上的“不均勻性”對鎂合金服役性能的“穩定性”就會產生非常嚴重的影響，尤其是當這類鎂合金制件應用在高速汽（賽）車輪轂、發動機外殼、導彈殼體等這類受熱、力或二者共同作用下的服役環境時，這種組織性能的“不均勻性”對制件服役壽命、服役安全的影響就必須要定量計算及嚴格控制，而目前關于鎂合金“組織及性能不均勻性”科學研究所需“中間坯”的相關制備方法與技術尚未見有人提出。

發明內容

本發明目的在于提供一種分析鎂合金組織性能不均勻性的中間坯制備方法，該方法使分析鎂合金中組織及性能“不均勻性”的科學研究成為可能；通過對鎂合金組織及性能的“不均勻性”進行控制，可使鎂合金制件在惡劣服役環境中應用的穩定性及使用壽命得到提高。

技術解決方案：

一種分析鎂合金組織性能不均勻性的中間坯制備方法，制備中間坯原料坯的形狀為圓柱形，成型后中間坯的中部開有倒錐形空腔體。

所述成型后中間坯θ角的范圍在45°-85°，高度h的范圍為5mm-500mm。

一種分析鎂合金組織性能不均勻性的中間坯制備另一方法，制備中間坯原料坯的形狀為梯形。

所述梯形坯料為等腰梯形、直角梯形或楔形。

所述等腰梯形底角β范圍為5°-85°，上底a范圍為5mm-100mm，下底b范圍為10mm-200mm，高度h范圍為5mm-200mm；直角梯形的底角Ψ范圍為5°-85°，上底a范圍為5mm-100mm，下底b范圍為10mm-200mm，高度h范圍為5mm-200mm；a范圍為5mm-100mm，楔形后端尺寸b范圍為10mm-200mm，楔形坡角Φ范圍為5°-85°。

一種分析鎂合金組織性能不均勻性的中間坯制備方法，中間坯采用擠壓、鍛造、軋制、沖壓塑性變形加工制成。

進一步地：一種分析鎂合金組織性能不均勻性的中間坯制備方法，制備中間坯原料坯的形狀為矩形，采用異步或異徑的“不對稱”軋制方法加工制成。

進一步：一種分析鎂合金組織性能不均勻性的中間坯，鎂合金包括成分的質量百分比為，?Al質量分數為0-13%，Zn質量分數為0-6%，Ca質量分數為0-6%，Mn質量分數為0-2%，Zr質量分數為0-6%，Li質量分數為0-15%，RE質量分數為0-6%，其余為雜質。

通常，不同類型的（變形）鎂合金試件或制件大致要經過“材料制備、預變形、中間坯、二次加工、成品”幾個階段。

本發明中的“中間坯”是指介于“材料制備”與“成品”工序之間且已進行過“預變形”的一類毛坯的統稱，其特征在于，該“中間坯”既可以進行“組織及性能不均勻性”的科學研究分析，也能夠再進行“二次加工（或熱處理）”而成為“成品”。

在本發明中，把能直接制備出“中間坯”的坯料都定義為“原料坯”，以區別于前述工序中的最開始處“材料制備”的概念。

本發明采用從“原料坯的形狀和塑性加工方式”兩個方面來制備出“中間坯”。

優點及功能特點：

為了便于對鎂合金開展“組織性能不均勻性”應用研究，提供出變形鎂合金在“尺寸和性能不均勻”條件下鎂合金的“中間坯”的制備方法。

本發明是由以下“兩大類”制備方案來實現：第一類為原料坯采用圓柱形和梯形，制備出“尺寸與組織性能都不均勻”?的鎂合金“中間坯”；第二類原料坯則采用矩形，采用“不對稱”軋制變形的方法，制備出“尺寸均勻”但“組織和性能不均勻”的鎂合金“中間坯”。

第一類，坯料坯采用圓柱形和梯形，“尺寸與組織性能都不均勻”?的鎂合金“中間坯”的制備方法有以下四種：

（1）原料坯采用圓柱形，制備出“壁厚不相等”的鎂合金制件