[發明專利]一種高強韌鎂稀土合金錐形鍛件一火次鍛造方法

在審

• 申請號: 202211488272.1
• 申請日: 2022-11-25
• 公開（公告）號: CN115722620A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 曾健;王鋒華;董帥;王甫霖;靳麗;董杰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00;B21J1/06;B21J1/04;B21J5/08;B21J5/06
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種高強韌鎂稀土合金錐形鍛件一火次鍛造方法，包括以下步驟：S1：準備鎂稀土合金鑄錠和胎模，胎模具有倒錐形的成形腔；S2：對鎂稀土合金鑄錠進行加熱保溫，對加熱保溫后的鎂稀土合金鑄錠反復鐓拔成形，獲得圓柱形的第一鍛坯；S3：對第一鍛坯的一端依次進行兩次滾壓成形使得第一鍛坯形成三軸階梯軸，第一鍛坯的本體為第一軸、第一次滾壓成形形成第二軸、第二次滾壓成形形成第三軸，第一軸、第二軸和第三軸的直徑依次減小，且相鄰軸之間具有倒角；S4：將三軸階梯軸的第三軸朝下放入胎模的成形腔中，并將其壓制成錐形鍛件。本發明先將第一鍛坯進行兩次滾壓成形使得形成三軸階梯軸，實現了一火次制備出大尺寸細長的錐形鍛件。

技術領域

本發明屬于鎂合金材料加工方法技術領域，尤其涉及一種高強韌鎂稀土合金錐形鍛件一火次鍛造方法。

背景技術

鎂合金作為迄今實際應用中最輕的金屬結構材料，具有密度小、高比強度、減震、降噪等優點，在高速交通工具、航空航天和軍工等領域有著巨大的應用前景。

當前鎂合金產品多以鑄件，特別是壓鑄件居多，塑性成形的鎂合金產品很少。但鑄件不可避免的會出現晶粒粗大、內部縮松、組織不均勻及成分偏析等缺陷，導致后續鎂合金鑄件力學性能較差，極大地限制了鎂合金在傳動、承重等重要零部件上的應用。經過塑性變形后鎂合金的晶粒得到細化，組織更加均勻，性能也更好。然而與鋁合金相比，商業牌號變形鎂合金的力學性能仍然明顯偏低，低強度很大程度上限制了鎂合金的應用和推廣。

近年來，眾多研究結果表明稀土元素的添加可以顯著提高鎂合金的力學性能，其中Mg-Gd-Y-Zn-Zr系合金的力學性能最為優良，實驗室里制備的小試樣的室溫抗拉強度已超過500MPa，顯示出非常好的應用潛力。然而鎂稀土合金存在熱成形能力差、可成形區間窄、材料流動性差等問題，在采用胎模制備鎂稀土合金細長錐形鍛件，特別是大尺寸細長錐件時，通常需要進行多火次回爐補溫再成形，但在補溫間隙中會存在晶粒粗化和第二相析出等現象，導致材料力學性能嚴重下降，很大程度上限制了高性能鎂稀土合金的應用推廣。

發明內容

針對背景技術中的問題，本發明的目的是提供一種高強韌鎂稀土合金錐形鍛件一火次鍛造方法，包括以下步驟：

S1：準備鎂稀土合金鑄錠和胎模，所述胎模具有倒錐形的成形腔；

S2：對所述鎂稀土合金鑄錠進行加熱保溫，對加熱保溫后的所述鎂稀土合金鑄錠反復鐓拔成形，獲得圓柱形的第一鍛坯；

S3：對所述第一鍛坯的一端依次進行兩次滾壓成形使得所述第一鍛坯形成三軸階梯軸，所述第一鍛坯的本體為第一軸、第一次滾壓成形形成第二軸、第二次滾壓成形形成第三軸，所述第一軸、所述第二軸和所述第三軸的直徑依次減小，且相鄰軸之間具有倒角；

S4：將所述三軸階梯軸的所述第三軸朝下放入所述胎模的所述成形腔中，并將其壓制成錐形鍛件。

較佳的，S2中通過壓機的上砧板和下砧板對所述鎂稀土合金鑄錠進行反復鐓拔成形，且單道次鐓拔成形的變形量至少40％。

較佳的，S3中在所述第二軸上第二次滾壓成形形成所述第三軸。

較佳的，S3中通過壓機的上砧板配合馬鞍形模具對所述第一鍛坯進行兩次滾壓成形。

較佳的，S4中在所述三軸階梯軸放入所述胎模的所述成形腔前，對所述成形腔的腔壁涂覆油基石墨。

較佳的，S4中通過所述壓機的上砧板配合所述胎模將所述三軸階梯軸壓制成錐形鍛件。

較佳的，所述成形腔的高度為800-1300mm、小端直徑為100-200mm、大端直徑為400-800mm。

較佳的，所述第一鍛坯的直徑為320mm、長度為800mm，所述成形腔的高度為850mm、小端直徑為160mm、大端直徑為450mm。