[發(fā)明專利]一種低合金化高強塑性鎂合金材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010099495.3
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111304471B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶凱波;李亞楠;鄧?yán)だ?/a>;楊安
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C23/04;C22F1/06;B21C23/00;B21J5/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.一種低合金化高強塑性鎂合金材料的制備方法，其特征在于低合金化高強塑性鎂合金材料的制備方法是按以下步驟進(jìn)行的：

一、將純鎂塊在保護(hù)氣氛下加熱至750℃達(dá)到熔化狀態(tài)，純鎂塊完全熔化后同時加入預(yù)熱過的Zn粒和預(yù)熱過的Mg-Y中間合金，得到三元合金熔液，無渦流均質(zhì)處理3min促進(jìn)合金元素分布均勻，無渦流均質(zhì)處理后在金屬液表面均勻灑上一層覆蓋劑以保護(hù)金屬液不會與空氣接觸反應(yīng)，在溫度為720℃的條件下靜置保溫10min，加入精煉劑，在溫度為720℃和無渦流均質(zhì)處理的條件下精煉金屬液30s，然后在溫度為720℃的條件下靜置保溫10min，將金屬液澆鑄至溫度為250℃的鑄鐵模具中，自然冷卻至室溫，從鑄鐵模具中取出，得到鑄態(tài)鎂合金，采用機械加工將鑄態(tài)鎂合金切割為Mg-Zn-Y塊體；

所述的Mg-Zn-Y塊體中Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％，Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％，余量為Mg；

所述的精煉劑的質(zhì)量為鎂塊、預(yù)熱過的Zn粒和預(yù)熱過的Mg-Y中間合金總質(zhì)量的1.5％；

所述的保護(hù)氣氛為CO₂與SF₆的混合氣體，其中SF₆的體積分?jǐn)?shù)為5％；

無渦流均質(zhì)處理3min促進(jìn)合金元素分布均勻的攪拌速率為100rpm，且為順時針的機械攪拌；

所述的預(yù)熱過的Zn粒和預(yù)熱過的Mg-Y中間合金的預(yù)熱溫度均為300℃；

所述的預(yù)熱過的Mg-Y中間合金中Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％；

所述的覆蓋劑為MgCl₂；

所述的精煉劑為CaF₂；

在溫度為720℃和無渦流均質(zhì)處理的條件下精煉金屬液30s時機械攪拌的速率為50rpm；

所述的鑄鐵模具的尺寸為40mm×40mm×150mm；

所述的Mg-Zn-Y塊體的尺寸為28mm×28mm×60mm；

二、將步驟一得到的Mg-Zn-Y塊體置于固溶爐中進(jìn)行梯度均勻化熱處理，然后快速轉(zhuǎn)移到水中進(jìn)行淬火，對淬火后的合金塊體進(jìn)行砂輪機打磨去除表面氧化物，最后采用立式擠壓機進(jìn)行低溫墩粗?jǐn)D壓一體化變形，空冷至室溫，得到低合金化高強塑性Mg-2Zn-0.1Y合金材料；

所述的梯度均勻化熱處理的工藝為：在350℃保溫4h，然后在400℃保溫8h；

所述的低溫墩粗?jǐn)D壓一體化變形的工藝如下：擠壓溫度為140℃，擠壓比為16:1，擠壓速率為0.1mm/s；

所述的低溫墩粗?jǐn)D壓一體化變形模具是由筒體1、擠壓墊塊2和平錐形擠壓模孔4組成；所述的筒體1的內(nèi)腔為圓柱形，內(nèi)腔的直徑為40mm，筒體1的高度為250mm；平錐形擠壓模孔4的外壁為圓柱體且外徑為40mm，平錐形擠壓模孔4設(shè)置在筒體1的內(nèi)腔中且與內(nèi)腔為滑動連接，平錐形擠壓模孔4內(nèi)腔的上表面內(nèi)徑為34mm，平錐形擠壓模孔4內(nèi)腔與筒體1的內(nèi)腔同軸設(shè)置，平錐形擠壓模孔4的內(nèi)腔為上大下小的錐形結(jié)構(gòu)；

低溫墩粗?jǐn)D壓一體化變形模具的使用方法為：用電阻爐加熱筒體1至140℃，將預(yù)熱至140℃的擠壓坯料3放置于筒體1內(nèi)腔中，再將擠壓墊塊2放置于筒體1內(nèi)腔中，快速降下壓力機壓頭，通過壓力機壓頭對頂桿施加壓力，頂桿壓在擠壓墊塊2上表面將壓力傳遞至擠壓墊塊2對擠壓坯料3進(jìn)行低溫預(yù)墩粗變形，墩粗變形至充滿內(nèi)腔，隨后開始從平錐形擠壓模孔4中擠出，空冷至室溫。