[發(fā)明專利]一種利用烘烤制備高強韌鎂合金線材的方法

有效

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• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109666878B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 霍慶歡;張至柔;楊續(xù)躍
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C22F1/06
• 分類號: C22F1/06;C22C23/00;C22C23/04;C22C23/06
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 吝秀梅

本發(fā)明公開了一種利用烘烤制備高強韌鎂合金線材的方法，合金中含鈣、鋅、錫和鉍中的一種或多種，原子百分數(shù)為0.3～1.5％，以及釔，原子百分數(shù)為0.03～0.3％，其余為鎂。通過半連續(xù)鑄造方法制備直徑為3～6mm的圓柱形鎂合金錠坯，經(jīng)固溶處理后多次拉拔，每道次加工率不超過15％，每道次拉拔后進行中間退火并水淬，最后對線材在100～220℃進行10～120min的烘烤、水淬，得到線材。相比于未經(jīng)烘烤處理的鎂合金，等同服役條件下經(jīng)烘烤處理的鎂合金屈服強度、屈強比、韌性得到同步顯著提升。本發(fā)明設(shè)備要求簡單、成本低、效率高、適用范圍廣、能夠穩(wěn)定改善鎂合金線材綜合力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用烘烤制備高強韌鎂合金線材的方法，具體涉及的是一種通過烘烤引起析出相前驅(qū)體對亞晶界形成釘扎，從而制備出具有高強度、高屈強比和高韌性的鎂合金線材。屬有色金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鎂合金線材由于具有密度小、比強度高、電磁屏蔽優(yōu)良和資源豐富等特性，在汽車、航空航天和交通運輸行業(yè)有廣闊的應(yīng)用前景，是輕量化的理想結(jié)構(gòu)材料。但是，在工程應(yīng)用中，鎂合金線材還很難同時滿足強度和韌性的要求，較差的綜合力學(xué)性能嚴重地限制了其適用范圍，因此制備出高強度、高屈強比、高韌性的鎂合金具有十分重要的意義。

目前，改善鎂合金線材強度和韌性的主要方法有合金化和劇烈塑性變形等。合金化主要是通過添加大量昂貴的貴金屬元素和稀土元素來增加固溶強化和時效強化，但是通過此方法不僅無法有效提高屈強比和韌性，更是極大的增加了生產(chǎn)成本，而且無法保障工程應(yīng)用中的安全可靠性。劇烈塑性變形雖然可以獲得較高的屈服強度和屈強比，但是制備出的線材通常韌性較差，而且因為加工材料受模具尺寸的限制，工序繁多，生產(chǎn)效率低、成本高，難以投入工業(yè)應(yīng)用。因此，需要一種操作簡單、成本低、效率高、能穩(wěn)定改善鎂合金線材強度和韌性的加工方法來推廣鎂合金線材的應(yīng)用范圍和安全可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用烘烤制備高強韌鎂合金線材的方法，且工藝設(shè)計合理、設(shè)備要求簡單、操作方便、成本低、效率高，能夠穩(wěn)定改善鎂合金的強度、屈強比和韌性。

為了達到上述目的，本發(fā)明一種利用烘烤制備高強韌鎂合金線材的方法，包括：

鎂合金中含鈣、鋅、錫和鉍中的一種或一種以上，原子百分數(shù)為0.3～1.5％，以及釔，原子百分數(shù)為0.03～0.3％，其余為鎂；半連續(xù)鑄造方法制備直徑為3～6mm的圓柱形鎂合金錠坯，經(jīng)固溶處理后，在室溫進行數(shù)次拉拔，每道次加工率不超過15％，每道次拉拔后在350～450℃進行20～120min的中間退火，每次中間退火后水淬；在室溫拉拔最終道次結(jié)束后，對線材在100～220℃進行10～120min的烘烤、水淬，得到直徑為1～2.5mm的線材，其室溫拉伸性能為：屈服強度≥180MPa，屈強比≥0.75，延伸率≥25％。

本發(fā)明一種利用烘烤制備高強韌鎂合金線材的方法，所述鎂合金中含鈣、鋅、錫和鉍中的一種或一種以上，其原子百分數(shù)為0.4～1.2％，釔的原子百分數(shù)為0.03～0.2％，其余為鎂。

本發(fā)明一種利用烘烤制備高強韌鎂合金線材的方法，所述中間退火溫度為380～450℃。

本發(fā)明一種利用烘烤制備高強韌鎂合金線材的方法，所述烘烤溫度為120～200℃。

本發(fā)明一種利用烘烤制備高強韌鎂合金線材的方法，所述屈服強度≥200MPa，屈強比≥0.8，延伸率≥30％。

本發(fā)明提供的一種利用烘烤制備高強韌鎂合金線材的方法，有以下幾大優(yōu)點：

1.本發(fā)明無需添加大量的昂貴金屬元素，而著重于對微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)控，適用范圍廣泛，利于環(huán)境保護。其中鈣、鋅、錫和鉍的價格相對便宜，并且加入少量釔既經(jīng)濟又能夠有效弱化織構(gòu)，通過低溫短時的烘烤工藝改善鎂合金線材的力學(xué)性能，設(shè)備要求簡單、操作方便、生產(chǎn)成本低、效率高。