[發明專利]一種制備AZ31?RE變形鎂合金的方法

有效

• 申請號: 201610374009.8
• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN105821226B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 胡茂良;王殿君;許紅雨;王曄;吉澤升
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C23/02;C22C23/06
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 何龍

技術領域

本發明涉及合金技術領域，具體而言，涉及一種制備AZ31-RE變形鎂合金的方法。

背景技術

AZ31是鎂合金中應用最廣泛的變形鎂合金，其具有細小致密的組織、高的強度和好的延展性，適合于塑性變形加工，如擠壓、沖壓、軋制、鍛造、拉拔等，其在汽車、國防軍工、航空、航天、電子等工業領域有著顯著的優勢，顯示出極大的應用前景。

AZ31鎂合金的合金元素含量較低，第二相Mg₁₇Al₁₂數量少，無法通過熱處理強化。通常通過加入稀土Nd、Ce、Y、La等元素來提高AZ31鎂合金的性能，即制備AZ31-RE變形鎂合金。加入稀土元素后，在AZ31鎂合金中，稀土元素能夠與Mg、Al以及其它合金元素(如Zn、Zr、Mn)生成鎂稀土強化相和穩定相，如此，不僅能夠提高合金的室溫力學性能，而且在高溫時能釘扎晶內位錯和晶界滑移，顯著改善了合金高溫力學性能。此外，稀土加入AZ31鎂合金中，還能促進合金表面氧化膜由疏松變為致密，降低合金在液態和固態下的氧化傾向，提升合金的耐蝕性、耐磨性等。由于AZ31鎂合金中加入稀土元素后，綜合性能得到大大提高，所以含有稀土元素的AZ31-RE變形鎂合金廣受歡迎。

而目前，AZ31-RE變形鎂合金的制備方法都是先采用熔化精煉法加入稀土元素，再塑性加工成形。然而，在熔化精煉過程中，需要添加覆蓋劑、精煉劑或者其它氣氛進行特殊保護，如此，就會導致大量的材料被氧化和燒損，大量的鎂殘留在廢渣中，稀土元素原始添加量和實際產品含量不一致。而且，熔化設備的精度要求高，安全系數低，對環境污染也嚴重。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備AZ31-RE變形鎂合金的方法，此方法能夠有效減少原料的氧化，降低原料燒損率，而且能夠有效的降低對環境的污染。

本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的：

一種制備AZ31-RE變形鎂合金的方法，包括以下步驟：

a.將第一屑料與第二屑料混合，然后冷壓，得到坯料；

第一屑料為AZ31鎂合金的屑料，第二屑料為Mg-RE中間合金的屑料，第一屑料與第二屑料的質量比為4～299:1；

冷壓的方法為：在180～350MPa下壓制20～60s；

b.對坯料進行熱擠壓，然后冷壓；

熱擠壓包括將坯料在350～400℃下保溫10～20min；

冷壓的方法為：在300～400MPa下壓制20～60s；

c.重復至少一次步驟b，然后再次進行步驟b的熱擠壓。

優選地，在本發明較佳實施例中，上述第一屑料的大小為(0.01～13)mm×(0.01～5.9)mm×(0.01～1.65)mm。

優選地，在本發明較佳實施例中，上述第二屑料的大小為(0.01～5.5)mm×(0.01～2.5)mm×(0.01～1.55)mm。

優選地，在本發明較佳實施例中，上述步驟b中，坯料以10～20℃/min的速度加熱至350～400℃。

優選地，在本發明較佳實施例中，上述步驟b中，熱擠壓的擠壓條件為：擠壓速度為0.2～0.5mm/s，擠壓比為25～35:1。

優選地，在本發明較佳實施例中，上述步驟b中，在熱擠壓之后，在冷壓之前，還包括：將坯料切割成長度為5～20mm的短合金棒材。

優選地，在本發明較佳實施例中，AZ31-RE變形鎂合金中，稀土元素的質量百分含量為0.1～4％。

優選地，在本發明較佳實施例中，上述Mg-RE中間合金中，稀土元素為鑭系元素、鈧、釔中的一種或多種。

相對于現有技術，本發明包括以下有益效果：本發明通過在固相溫度區間進行塑性加工，來制得AZ31-RE變形鎂合金。制備過程中，只需要將原料屑料進行形變處理，而無需往原料中添加助劑、進行熔化處理，如此，本發明提供的方法就能夠有效降低甚至避免原料的氧化(特別是鎂的氧化)或燒損，降低鎂的殘留率以及工業廢料的產生概率，其中稀土元素原始添加量和實際產品含量一致，實收率達100％，整個制備方法環保節能，而且能夠降低生產成本。

另外，在利用本發明提供的制備方法制備AZ31-RE變形鎂合金的過程中，由于經過多次冷壓、熱擠壓處理，AZ31鎂合金塑性變形較大，材料進行回復和再結晶，所以晶粒得到顯著細化，而稀土元素的彌散強化，使得AZ31-RE變形鎂合金中生成鎂稀土強化相和穩定相，進一步提高了合金的性能。

附圖說明