[發明專利]一種對ZM6鎂合金鑄件進行快速時效的熱處理工藝

有效

• 申請號: 201410459029.6
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN105420648B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 陳榮石;吳迪;王文輝;柯偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22F1/06
• 分類號: C22F1/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 許宗富,周秀梅

技術領域

本發明涉及金屬結構材料的熱處理技術領域，具體涉及一種對ZM6鎂合金鑄件進行快速時效的熱處理工藝。

背景技術

鎂合金密度小，比強度、比剛度高，有良好的鑄造和切削加工工藝性能。并且具有較高的阻尼減震和電磁屏蔽特性，導熱能力比工程塑料高100倍，故又特別適合制造電子裝置。此外，鎂合金回收比較容易，回收過程消耗能量僅為生產時消耗能量的5％左右。因此被譽為“21世紀的綠色工程材料”。

ZM6是鑄造鎂合金三大系列之一Mg-RE-Zr系合金中的一種，是我國應用最早、最為良好的鑄造鎂合金之一。該合金是以釹為主要合金元素，由于其具有優良的室溫及高溫力學性能及鑄造性能，可廣泛用來制造各種受力構件，如制造直升機的發動機后減速機匣、飛機機翼翼肋和液壓恒速裝置支架以及30萬千瓦氣輪發電機的轉子引線壓板等零部件，在航空航天、軍用國防等領域得到相對廣泛的應用。目前，鑄態ZM6鎂合金無法滿足航天器及尖端武器上的較高性能要求，通常采取固溶+時效的熱處理手段來改善或調整其力學性能，針對ZM6合金的傳統時效工藝通常溫度較低(150～200℃)，時效強化是一個過飽和固溶原子緩慢析出，形成盤狀柱面析出相的過程，所需時間較長，通常在10小時以上，中華人民共和國航空行業標準HB5462-90(鎂合金鑄件熱處理)上規定的ZM6鎂合金鑄件的時效處理條件為195～205℃，12～16h，時效時間長，生產周期久，能耗高，效率低。

發明內容

本發明目的在于提供一種對ZM6鎂合金鑄件進行快速時效的熱處理工藝，該工藝利用短時高溫處理，促使在基體中形成有序排列的球狀相，可以使ZM6鎂合金鑄件的屈服強度顯著提高，與傳統時效處理工藝相比大大縮短了時效處理時間，提高生產效率、降低成本，有重要的生產應用價值。

本發明的技術方案如下：

一種對ZM6鎂合金鑄件進行快速時效的熱處理工藝，該工藝首先將ZM6鎂合金鑄件進行固溶處理，固溶處理的溫度為500～545℃，時間為5～24h，取出后冷卻；然后將其在熱處理爐中進行時效處理，時效處理溫度225～325℃，保溫10min～2h，取出后冷卻。

上述固溶處理后的冷卻方式為水冷、油冷或空冷。

上述時效處理后的冷卻方式為水冷、油冷或空冷。

本發明具有如下優點：

1、本發明方法簡單，易于操作，適合批量生產。

2、本方法利用短時高溫處理，促使在基體中形成有序排列的球狀相，可以使ZM6鎂合金鑄件的屈服強度顯著提高。

3、本發明與傳統時效處理工藝相比，有效的縮短了熱處理時間，降低能耗，縮短生產周期，提高生產效率，降低成本。

附圖說明

圖1是實施例1鑄態ZM6鎂合金掃描電鏡照片。

圖2是實施例1經過固溶處理的ZM6鎂合金金相。

圖3是實施例1經過時效處理后的ZM6鎂合金掃描電鏡照片。

圖4是對比例1經傳統時效處理的ZM6鎂合金透射電鏡照片。

具體實施方式

實施例1

所用ZM6鎂合金成分為(wt.％)：Nd 3.27％，Zn 0.5％，Zr 0.6％，Mg為余量，將上述鎂合金用線切割切成標準拉伸試樣，放入箱式電阻爐中加熱525℃后保溫14h后水冷。再將水冷后的鎂合金拉伸試樣進行時效處理，處理條件為：放入箱式電阻爐中加熱到250℃后保溫20min，取出后空冷。

如圖1所示，鑄態時ZM6鎂合金的掃描電鏡照片，晶界析出有大量的共晶相。

如圖2所示，固溶處理后的ZM6鎂合金的金相中，共晶相幾乎完全溶解。

如圖3所示，經時效處理后從晶界向晶內形成了一些有序排列的球狀析出相(如虛線所示)。

對比例1

與實施例1不同之處在于：采用傳統時效處理條件：放入箱式電阻爐中加熱到200℃后保溫14h，取出后空冷。本例時效后析出大量平行于{1100}面的盤狀析出相，如圖4所示。

經實施例1和對比例1熱處理的試樣室溫拉伸性能測試結果見表1。

表1經實施例1和對比例1熱處理的ZM6鎂合金室溫力學性能

實施例2

所用ZM6鎂合金成分為(wt.％)：Nd 3.27％，Zn 0.5％，Zr 0.6％，Mg為余量，將上述鎂合金用線切割切成標準拉伸試樣，放入箱式電阻爐中加熱525℃后保溫14h后水冷。再將水冷后的鎂合金拉伸試樣進行時效處理，處理條件為：放入箱式電阻爐中加熱到275℃后保溫20min，取出后空冷。