[發明專利]一種提高大尺寸稀土鎂合金擠壓筒形件組織性能的方法

有效

• 申請號: 201811478864.9
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109702065B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 張景琪;陰中煒;溫濤;杜志惠;張緒虎
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B21D22/14
• 分類號: B21D22/14;C21D9/08;C22F1/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

本發明涉及一種提高稀土鎂合金擠壓筒形件組織性能的方法，尤其涉及一種提高大尺寸高稀土鎂合金擠壓筒形件組織性能的復合強化工藝方法，屬于有色金屬材料及工藝技術領域。本發明對擠壓后筒形件采用一種高溫、高壓、短時熱處理與旋壓形變時效熱處理復合強化的工藝，實現旋壓后筒形件組織性能的提高。

技術領域

本發明涉及一種提高稀土鎂合金擠壓筒形件組織性能的方法，尤其涉及一種提高大尺寸高稀土鎂合金擠壓筒形件組織性能的復合強化工藝方法，屬于有色金屬材料及工藝技術領域，特別涉及一種提高Mg-7Y-1Nd高強耐熱鎂合金筒形件組織性能的復合熱處理工藝方法，所述的高強是指室溫力學性能不低于370MPa，耐熱是指150℃下力學性能抗拉強度不低于350MPa，所述的大尺寸高強耐熱稀土鎂合金擠壓筒形件是指直徑不低于Φ500mm，提高大尺寸高強耐熱鎂合金擠壓筒形件組織性能是指提高力學性能及細化晶粒。

背景技術

隨著航天武器戰標不斷提升，對航天武器輕量化提出了迫切的需求，鎂合金作為最輕的金屬結構材料，是實現輕量化的有效手段。導彈艙體作為全彈主部件，服役環境過程中受多變載荷、高溫等復雜環境影響，因此，采用的鎂合金需要具備良好的綜合力學性能以及耐熱性。稀土鎂合金制備的構件具備滿足以上服役環境的能力。目前，變形稀土鎂合金提高性能的主要手段是通過增加變形量細化顯微組織，但由于鎂合金屬于密排六方結構，變形滑移系較少，加工能力較差。變形溫度及變形量控制不當，影響變形鎂合金構件組織性能質量，嚴重時可能導致產品變形開裂及局部性能不滿足使用要求等質量問題。

針對導彈武器高性能鎂合金筒形類零件采用擠壓成形方式時由于工藝特點，筒形件壁厚較大，表層和芯部存在組織性能不均勻性。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提出一種提高大尺寸稀土鎂合金擠壓筒形件組織性能的方法，具體為一種提高Mg-7Y-1Nd高強耐熱鎂合金擠壓筒形件組織性能的復合強化工藝，該方法能夠克服擠壓筒形件顯微組織不均勻性，同時降低短時、高溫晶粒尺寸長大趨勢，提高Mg-7Y-1Nd高強耐熱鎂合金固溶強化效果。本發明通過對擠壓筒形件進行高溫、短時、高壓處理后，對其進行旋壓形變處理強化和時效熱處理強化，促進形變強化和熱處理強化的復合強化效果。

本發明的技術解決方案是：

一種提高大尺寸稀土鎂合金擠壓筒形件組織性能的方法，該方法的步驟包括：

(1)對稀土鎂合金擠壓筒形件用酒精進行表面擦洗，去除表面油漬，保證表面不允許有污漬、油漬，清除干凈后放入熱等靜壓爐體中心位置，并關閉爐門；

(2)對熱等靜壓爐體進行抽真空，當熱等靜壓爐體真空度達到8～10毫帕后，對熱等靜壓爐體進行加熱，加熱的工藝參數為：溫度為400-420℃，升溫速率為8-10℃/min；在升溫過程中在熱等靜壓爐體中充入氬氣，氬氣一方面作為保護氣體，另一方面作為打壓氣體，通過氬氣對稀土鎂合金擠壓筒形件進行打壓，打壓壓力為60～70MPa；在升溫過程中熱等靜壓爐體熱膨脹，當熱等靜壓爐體中的氣壓達到100～120Mpa，溫度達到400-420℃時，保溫1-2h；

(3)熱等靜壓保溫結束后，稀土鎂合金擠壓筒形件隨爐冷卻，降溫速率為8-10℃/min，降溫到40～50℃后，泄壓放氣，出爐；

(4)將步驟(3)出爐后的稀土鎂合金擠壓筒形件進行旋壓形變處理，旋壓工藝參數為：溫度400～420℃，旋壓道次變形總量控制60％。旋壓形變后的旋壓件脫模放置于空氣中冷卻。對旋壓后的筒形件進行時效熱處理，時效溫度為200～225℃，保溫18～48h，保溫結束后出爐，自然冷卻至室溫，得到組織性能提高后的大尺寸稀土鎂合金旋壓筒形件。

所述的步驟(1)中，所述稀土鎂合金擠壓筒形件外徑為Φ700～750mm。

有益效果