[發明專利]一種高塑性熱變形稀土鎂合金的制備方法

有效

• 申請號: 202110135928.0
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112746209B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 鄧坤坤;代仁杰;王翠菊;聶凱波;王曉軍
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22C1/03;C22C1/06;C22F1/06;B21C31/00;B21C43/00;B21J5/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 趙禛

一種高塑性熱變形稀土鎂合金的制備方法，涉及鎂合金技術領域，解決現有的鎂合金材料高強度和高塑性難以同時實現的技術問題。本發明的鎂合金材料可以在保證鎂合金強度的同時提高塑性，通過多向鍛和擠壓變形細化動態再結晶晶粒尺寸的同時增加再結晶率，彌補多向鍛合金強度低和擠壓態合金延伸率低兩個不足，同步改善強度和延伸率，使合金的強度在300MPa級的前提下，延伸率達到30%以上。

技術領域

本發明屬于鎂合金技術領域，具體涉及的是一種高塑性熱變形稀土鎂合金的制備方法。

背景技術

鎂合金具有密度低，比強度和比剛度高的特點，在現代金屬輕量化的應用上具備十分明顯的優勢，但較差的塑性與變形能力制約著鎂合金的廣泛應用。在此基礎上，對鎂合金材料進行熱擠壓變形處理，可以消除鑄造缺陷和細化晶粒提高鎂合金的性能。但經過熱擠壓變形后的金屬雖然具有優秀的強度，塑性卻仍然處于較低的水平。而對鎂合金進行多向鍛處理后，同樣可以實現晶粒的細化，同時弱化織構，顯著改善合金的塑性，但強度難以保證。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，解決現有的鎂合金材料具備強度的同時難以實現高塑性的技術問題，提供一種高塑性熱變形稀土鎂合金的制備方法，本發明對鎂合金材料進行多向鍛加熱擠壓變形處理后，細化動態再結晶晶粒尺寸的同時增加再結晶組織所占比例，使合金的強度在300MPa級的前提下，延伸率達到30%以上。

為了解決上述問題，本發明的技術方案為：

一種高塑性熱變形稀土鎂合金的制備方法，包括以下步驟：

S1、按重量百分比含量選擇原料，鎂塊、鋅粒、Mg-Gd中間合金和純鈣的質量比為91.5：4：2：0.5；向熔煉爐的內壁均勻涂覆涂敷劑，并在鎂塊的外表面上均勻涂覆覆蓋劑；

S2、鎂塊通過坩堝放置于熔煉爐中，關閉熔煉爐爐門，熔煉爐內通入保護氣，熔煉爐升溫至780℃并保溫，直至鎂塊完全熔化；然后熔煉爐降溫至720℃，向鎂液中加入純鈣和鋅粒，直至金屬液中純鈣和鋅粒完全熔化；

S3、熔煉爐再次加熱至780℃并保溫30min，然后向金屬液中加入Mg-Gd中間合金，熔煉爐降溫至720℃，保溫30min，加入精煉劑靜置30min，對金屬液進行精煉；

S4、金屬液經步驟S3精煉后澆鑄于預熱后的澆鑄模具內，自然降至室溫，從澆鑄模具中取出，進行均勻化處理：430℃保溫16h，升溫至510℃保溫20h，留待后步使用；

S5、將步驟S4均勻化處理后的鎂合金鑄錠加工為標準試樣尺寸，用砂紙打磨鑄錠表面直至表面清潔，然后將鑄錠放入擠壓模具中，鑄錠與擠壓模具預熱，留待后步使用；

S6、多向鍛壓成形：對步驟S5預熱后的鑄錠沿高度方向進行多向鍛壓成形，多向鍛次數為3-6道次，每道次鍛造溫度為350~400℃，并且每道次鍛造溫度逐漸降低，以速率2.4kN/s加載至350kN，保壓180s，制得鎂合金鍛坯；

S7、擠壓成形：取出步驟S5預熱后的擠壓模具和步驟S6多向鍛壓成形后的鎂合金鍛坯，將擠壓模具安裝于壓力機上，壓力機驅動擠壓模具對鎂合金鍛坯進行熱擠壓，擠壓溫度為280℃-360℃，擠壓速率為0.01mm/s-0.5mm/s，擠壓比為25：1；

S8、將步驟S7擠壓成形后的坯料用砂紙打磨直至表面光潔，然后再次進行步驟S7擠壓成形操作，對鍛件進行擠壓成形，制得高塑性熱變形稀土鎂合金。

進一步地，在所述步驟S1中，所述涂敷劑的成分為：氧化鋅涂料和滑石粉涂料，所述氧化鋅涂料的組成及其配比為：氧化鋅22.5g、水玻璃22.5g和水125mL，所述滑石粉涂料的組成及其配比為：滑石粉80g、水玻璃20g和水250mL。

進一步地，在所述步驟S1中，所述覆蓋劑的型號為RJ-6。