[發明專利]采用靜電場輔助鎂鋁系合金時效熱處理的方法

有效

• 申請號: 201811296880.6
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109252116B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 孫明;劉美娟;曹晟;江鴻;楊義;倪悅
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: C22F1/06
• 分類號: C22F1/06
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 沈國良

本發明公開了一種采用靜電場輔助鎂鋁系合金時效熱處理的方法，本方法首先按鎂鋁系合金的固溶處理工藝參數，設定固溶爐參數，將鎂鋁系合金置于固溶爐內進行固溶處理；固溶處理結束后關閉固溶爐電源，將鎂鋁系合金取出進行快速淬火；根據鎂鋁系合金的時效工藝參數，設定時效爐參數，將鎂鋁系合金置于時效爐內進行時效處理，通過高壓直流電源施加靜電場，鎂鋁系合金接正極，輔助鋼板接負極，鎂鋁系合金與輔助鋼板之間保持絕緣安全間距，時效處理結束后關閉時效爐電源，將鎂鋁系合金取出進行快速淬火。本方法突破以傳統合金元素法改善鎂合金非連續析出所存在的瓶頸，工藝簡單，能協同細化非連續析出相和連續析出相，提升時效熱處理的強化效果。

技術領域

本發明涉及工程材料的熱處理技術領域，尤其涉及一種采用靜電場輔助鎂鋁系合金時效熱處理的方法。

背景技術

鎂合金具有密度小、比強度高、節能減重之優勢，被譽為21世紀的綠色工程材料之一。熱處理時效析出強化是一種有效提高鑄造鎂合金力學性能的重要途徑。然而，一部分鎂合金體系，例如Mg-Al系和Mg-Li-Al系鎂合金，在時效熱處理過程中存在被公認為頑疾的“非連續析出相”。此類“非連續析出相”在晶界處析出、并以胞狀生長方式不斷向晶內延伸長大為粗大層片狀，對合金的力學性能產生惡化后果。與之相應的是，連續析出相在晶內析出，尺寸較細小，對力學性能有利。因此，合理調控或消除非連續析出相、并且協同細化連續析出相，是提高此類鎂合金強度的關鍵。

改善或抑制非連續析出相的傳統方法是添加合金元素，如Au、Bi、Sn、Sb、Pb、Ca、RE、Cu等，但此法具有明顯的缺點，例如：Au昂貴、且惡化合金耐腐蝕性能；Pb有毒，對合金熔煉及應用均不利；RE消耗Al元素、生成的針狀Al-RE相對性能不利；Cu元素嚴重惡化鎂合金的耐腐蝕性能，等等。因此，迫切需要發展更有效的新方法。

經檢索表明，通過施加外場（能量場）有望對Mg-Al系鎂合金的時效析出行為產生積極影響，如專利文獻CN1912167A和CN201620184U分別提供了利用強磁場對Mg-Al合金進行熱處理的方法及裝置，表明在優化的工藝下有明顯的效果。然而，由于磁場設備復雜、且對操作人員有一定的輻射危害，因此期望尋求更便捷環保的外場處理方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種采用靜電場輔助鎂鋁系合金時效熱處理的方法，本方法突破以傳統合金元素法改善鎂合金非連續析出所存在的瓶頸，工藝簡單，在優化的工藝參數下能協同細化非連續析出相和連續析出相，提升時效熱處理的強化效果。

為解決上述技術問題，本發明采用靜電場輔助鎂鋁系合金時效熱處理的方法包括如下步驟：

步驟一、固溶處理：根據鎂鋁系合金的固溶處理工藝參數，設定固溶爐參數，將鎂鋁系合金置于固溶爐內進行固溶處理；固溶處理結束后關閉固溶爐電源，將鎂鋁系合金取出進行快速淬火；

步驟二、時效處理：根據鎂鋁系合金的時效工藝參數，設定時效爐的參數，將已固溶處理的鎂鋁系合金置于時效爐內進行時效處理，時效處理過程中，通過高壓直流電源施加靜電場，鎂鋁系合金接正極，輔助鋼板接負極，鎂鋁系合金與輔助鋼板之間保持絕緣安全間距，時效處理結束后關閉時效爐電源，將鎂鋁系合金取出進行快速淬火。

進一步，所述鎂鋁系合金中Al含量為6wt%～12wt%。

進一步，所述固溶爐參數包括固溶溫度和固溶時間，所述固溶溫度為400℃～420℃、固溶時間為8～12h。

進一步，所述時效爐參數包括時效溫度和時效時間，所述時效溫度為170℃～200℃、時效時間為8～64h。

進一步，所述靜電場強度為0.5～50kV/cm。