[發明專利]一種高性能Mg-Zn-Zr合金短流程制備方法

在審

• 申請號: 201810516092.7
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108543919A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 吳遠志;鄧彬;葉拓;周小桃;李慶芬;劉偉
• 申請（專利權）人: 湖南工學院
• 主分類號: B22D7/06
• 分類號: B22D7/06;B22D21/04;B21J5/00
• 代理公司: 長沙明新專利代理事務所(普通合伙) 43222
• 代理人: 徐新

一種高性能Mg?Zn?Zr合金短流程制備方法，包括合金的鑄造和熱加工，所述合金的鑄造模具為方形水冷銅模，模具成型尺寸為150mm*150mm*150mm，模具冷卻水容量為300±10ml，冷卻水流速為3±0.5升/分鐘；合金的熱加工溫度為300±5℃，熱加工前保溫時間為10±1分鐘，熱加工方式為小道次應變高應變速率三向鍛造，鍛造設備為空氣錘，道次間不重復加熱，道次應變量為20±0.5％，變形道次為12道次，冷卻方式為空冷。本發明通過水冷銅模制備均勻等軸且近似固溶體的鑄造組織，同時利用高速變形的溫升效應彌補散熱導致的溫度下降，道次間無須加熱，加工周期短，適于塊體Mg?Zn?Zr合金的生產。

技術領域

本發明涉及一種Mg-Zn-Zr合金制備方法，具體涉及一種高性能Mg-Zn-Zr合金短流程制備方法。

背景技術

鎂合金是最輕的金屬結構材料，具有高比強度、高比剛度、良好的減振能力、優良的導熱性和導電性、良好的尺寸穩定性、電磁屏蔽性和易于回收等特性。近年來，隨著能源和環境問題的日益突出，鎂合金作為新型工程材料迅速崛起，逐漸成為鋁合金、鋼鐵和工程塑料等工程材料的理想替代品，在航空航天、交通運輸、武器裝備和電子電器等領域具有重要的應用價值和廣闊的應用前景。

但鎂合金的強度偏低以及高強鎂合金開發的滯后嚴重制約了鎂合金的大規模應用，因此，高強鎂合金的研究和開發成為其滿足工業需求的重要發展方向。近年來，大塑性變形作為高性能鎂合金加工方法之一備受關注，但該方法加工工件尺寸小，且通常需要先進行均勻化處理再進行熱加工，產品生產周期較長，工業化批量生產可行性較低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種高性能Mg-Zn-Zr合金短流程制備方法，該方法工藝簡單，加工效率高，制備的產品性能優異，適于工業化批量生產。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種高性能Mg-Zn-Zr合金短流程制備方法，包括合金的鑄造和熱加工，所述合金的鑄造模具為方形水冷銅模，模具成型尺寸為150mm*150mm*150mm，模具冷卻水容量為300±10ml，冷卻水流速為3±0.5升/分鐘；所述合金的熱加工溫度為300±5℃，熱加工前保溫時間為10±1分鐘，熱加工方式為小道次應變高應變速率三向鍛造，鍛造設備為空氣錘，道次間不重復加熱，道次應變量為20±0.5％，變形道次為12道次，冷卻方式為空冷。

進一步，所述方形水冷銅模冷卻水容量為300±5ml，更優選300ml。

進一步，所述方形水冷銅模冷卻水流速為3±0.2升/分鐘，更優選3升/分鐘。

進一步，所述合金熱加工前的狀態為鑄態塊體材料。

進一步，所述合金的熱加工溫度為300±2℃，更優選300℃。

進一步，熱加工前保溫時間為10±0.5分鐘，更優選10分鐘。

進一步，道次應變量為20±0.2％，更優選10％。

本發明的有益效果在于：

(1)合金的鑄造模具為方形水冷銅模，模具成型尺寸為150mm*150mm*150mm，模具冷卻水容量為300±10ml，冷卻水流速為3±0.5升/分鐘，此時鑄錠可以獲得均勻的等軸晶組織，且合金元素在快速冷卻的過程中來不及析出，基本獲得單相固溶體，在熱加工前無需進行熱處理。

(2)合金的熱加工溫度為300±5℃，加工前保溫時間為10±1分鐘，在此溫度下變形可以同時啟動基面滑移、柱面滑移和錐面滑移，同時在不發生晶粒長大的情況下保證材料芯部和表面溫度的一致，保證后續成形的順利進行。