专利名称：镁合金强韧化变形加工方法
技术领域：
本发明涉及镁合金的强韧化变形加工方法，属于金属材料领域。
背景技术：
镁合金由于具有较小的密度(是实用结构金属中密度最小的一种)使其在许多场 合具有十分显著的优势。特别是在航空、航天、以及汽车、摩托车、高速/轻轨列车等交通工 具轻量化方面具有难以替代的优势。构件的密度小可以节省能源，在高速运动的场合还具 有惯性小的优势，这对于交通工具的启动和制动具有显著作用。这些应用场合对镁合金材 料的力学性能以及性能的均勻一致性要求非常高。镁合金材料的强度、韧性以及抗疲劳性 能等力学性能都强烈地依赖于内部组织，即组织越细小均勻，力学性能以及性能的均勻一 致性越高；反之亦然。镁合金在热变形过程中将发生合金元素扩散和动态再结晶，使得内部组织均勻细 化，因此变形镁合金材料的强度和韧性比铸造镁合金材料高。但是，由于常用镁合金是密排 六方结构，在一般情况下，只有基面滑移和少数棱面滑移，即使基面滑移和棱面滑移同时发 生，也只有4个独立的滑移系，不能满足变形加工的要求。只有在温度较高时，发生交互滑 移，才可能满足变形加工的要求。因此，镁合金晶体结构以及塑性变形机制决定了镁合金变 形加工技术的难度。例如常规镁合金材料的锻压变形加工，如果采用的锻压变形程度过大，容易发生 锻件开裂；如果采用的锻压变形程度小，内部组织难以充分均勻细化，锻件的力学性能不 高，而且锻件各部位组织和性能也不均勻。例如常规镁合金材料的挤压变形加工，由于在挤压过程中金属流动不均勻，使得 挤压制品的表层与心部、头部与尾部以及各个方向上的组织和力学性能非常不均勻、不一致。例如常规镁合金材料的轧制变形加工，如果采用的轧制变形程度过大，容易发生 轧件开裂；如果采用的轧制变形程度小，内部组织难以充分均勻细化，轧制的力学性能不 高；而且还由于在轧制过程中金属流动不均勻，使得轧制制品的头部与尾部以及各个方向 上的组织和力学性能不均勻、不一致。例如常规镁合金材料的冲压变形加工，由于基本都是采用镁合金板材为原料，力口 热到冲压变形加工要求的温度后保温一定时间，再进行冲压变形加工，作为原料的镁合金 板材组织在加热和保温过程中将产生一定程度的粗化、使其塑性降低，从而导致冲压变形 加工过程中容易发生开裂、降低成品率。总之目前的镁合金变形加工方法难以实现顺利的变形加工，即变形件不发生开裂 等缺陷，同时还能使变形镁合金材料组织的均勻细化、提高镁合金材料力学性能以及性能 的均勻一致性。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高镁合金的强度和韧性的强韧化变形加工方法。为了实现上述目的，本发明采取以下的技术方案本发明的镁合金的强韧化变形加工方法，是对熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行强韧化变形加工，该镁合金的强韧化变形加工方法为锻压变形加工、挤压变形加工、轧 制变形加工和冲压变形加工的金属塑性变形加工方法中的任意两种以上方法的组合，而且在 前一种变形加工后直接或分切后进行后一种变形加工，两种变形加工之间不进行再加热。在本发明的镁合金的强韧化变形加工方法中，在最后一种变形加工结束时，立即 对变形加工后的镁合金材料采用喷水冷却或者吹风冷却到常温。所使用的喷水的水和所使用吹风的的风的温度为均为常温。在本发明的镁合金的强韧化变形加工方法中，喷水冷却或者吹风冷却有如下的条 件所述的变形加工后的镁合金材料为直径大于30mm的棒材、厚度大于20mm的板材、壁厚 大于20mm的管材、壁厚大于20mm的型材，或各种锻件时，采用喷水冷却；所述的变形加工后 的镁合金材料为直径小于30mm的棒材、直径小于30mm的线材、厚度小于20mm的板材、厚度 小于20mm的带材、厚度小于20mm的箔材、壁厚小于20mm的管材、厚度小于20mm的型材或 各种锻件时，采用吹风冷却。在本发明的镁合金的强韧化变形加工方法中，对冷却后的镁合金材料进行时效热处理。在本发明的镁合金的强韧化变形加工方法中，该镁合金的强韧化变形加工方法有 如下优选的变形加工的组合所述的镁合金的强韧化变形加工方法为锻压变形加工和挤压变形加工的组合，即 对熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行锻压变形加工后直接进行挤压变形加工，制备 强韧化的镁合金管材、型材、棒材或线材的挤压材料。所述的镁合金的强韧化变形加工方法为锻压变形加工和轧制变形加工的组合，即 对熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行锻压变形加工后直接进行轧制变形加工，制备 强韧化的镁合金板材、带材或箔材的轧制材料。所述的镁合金的强韧化变形加工方法为挤压变形加工和锻压变形加工的组合，即 对熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行挤压变形变形加工后分切，分切后进行锻压变 形加工，制备强韧化的镁合金的各种锻件。所述的镁合金的强韧化变形加工方法为锻压变形加工、挤压变形加工和锻压变形 加工的组合，即对熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行锻压变形加工后直接进行挤压 变形加工，之后进行分切，分切后进行锻压变形加工，制备强韧化的镁合金的各种锻件。所述的镁合金的强韧化变形加工方法为轧制变形加工和冲压变形加工的组合，即 对熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行轧制变形加工加工后分切，分切后进行冲压变 形加工，制备强韧化的镁合金的各种冲压件。所述的镁合金的强韧化变形加工方法为锻压变形加工、轧制变形加工和冲压变形 加工的组合，即对熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行锻压变形加工后直接进行轧制 变形加工，之后进行分切，分切后进行冲压变形加工，制备强韧化的镁合金的各种冲压件。所述的镁合金的强韧化变形加工方法为挤压变形加工和轧制变形加工的组合，即对熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行挤压变形加工后直接进行轧制变形加工，制备 强韧化的镁合金板材、带材或箔材的轧制材料。所述的镁合金的强韧化变形加工方法为挤压变形加工、轧制变形加工和冲压变形 加工的组合，即对熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行挤压变形加工后直接进行轧制 变形加工，之后进行分切，分切后进行冲压变形加工，制备强韧化的镁合金的各种冲压件。所述的镁合金的强韧化变形加工方法为锻压变形加工、挤压变形加工和轧制变形 加工的组合，即对熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行锻压变形加工后直接进行挤压 变形加工，之后直接进行轧制变形加工，制备强韧化的镁合金板材、带材或箔材的轧制材 料。 所述的镁合金的强韧化变形加工方法为锻压变形加工、挤压变形加工、轧制变形 加工和冲压变形加工的组合，即对熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行锻压变形加工 后直接进行挤压变形加工，之后直接进行轧制变形加工，之后进行分切，分切后进行冲压变 形加工，制备强韧化的镁合金的各种冲压件。所述的镁合金的强韧化变形加工方法为挤压变形加工和冲压变形加工的组合，即 对熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行挤压变形加工后分切，分切后进行冲压变形加 工，制备强韧化的镁合金的各种冲压件。本发明的优点是本发明的镁合金的强韧化变形加工方法可以显著均勻、细化镁合金材料的内部组 织，从而可以进一步提高变形镁合金材料的力学性能以及性能的均勻一致性。另一方面，镁 合金坯锭在整个变形加工过程中只是在第一种变形加工开始前加热一次，后续的各种变形 加工中不再加热，从而避免了镁合金变形加工件在再加热和保温过程中组织产生粗化，而 且节省能源。
具体实施例方式实施例1 制备AZ80镁合金管材、型材、棒材、线材，采用锻压-挤压强韧化变形加 工方法1、采用锻压机对经过熔炼并均勻化热处理后的AZ80镁合金坯料进行3向锻压变 形加工，其中开锻温度为360 420°C、终锻温度为355 415°C，每个方向的累计变形量 ^ 30%，锻压变形加工完成后立即转移到挤压机中；2、采用挤压机对锻压变形加工后的坯料进行挤压变形加工，其中挤压筒温度 350 410°C、挤压比彡7，分别挤压变形加工成管材、型材、棒材、线材。3、采用喷水冷却装置或者吹风冷却装置对挤压变形加工成的管材、型材、棒材、线 材进行冷却，其中直径大于30mm的棒材、壁厚大于20mm的管材和型材采用喷水冷却，直径 小于30mm的棒材或者线材、壁厚小于20mm的管材和型材采用吹风冷却。4、采用时效热处理炉对上述方法生产的管材、型材、棒材、线材进行时效热处理， 其中时效热处理温度为150 180°C、保温时间为5 12小时。本发明的强韧化变形加工方法生产的AZ80镁合金管材、型材、棒材、线材具有如 下室温力学性能纵向抗拉强度为400 420Mpa、纵向屈服强度为280 295Mpa、纵向延伸 率为8 10%，横向抗拉强度为360 380Mpa、横向屈服强度为275 290Mpa、横向延伸率为6 8% ；采用常规的挤压变形加工方法生产的AZ80镁合金管材、型材、棒材、线材室温力学性能为纵向抗拉强度为360 380Mpa、纵向屈服强度为270 275Mpa、纵向延伸率 为6 8%，横向抗拉强度为300 320Mpa、横向屈服强度为265 270Mpa、横向延伸率为
4 6%。实施例2 制备AZ31镁合金板材、带材、箔材，采用锻压_轧制强韧化变形加工方 法1、采用锻压机对经过熔炼并均勻化热处理后的AZ31镁合金坯料进行3向锻压变 形加工，其中开锻温度为320 415°C、终锻温度为315 410°C，每个方向的累计变形量 ^ 30%，锻压变形加工完成后立即转移到轧机中；2、采用轧机对锻压变形加工后的坯料进行轧制变形加工，其中开轧温度为310 405°C、终轧温度为305 400°C，累计轧制变形量>35%，分别轧制变形加工成板材、带材、 箔材。3、采用喷水冷却装置对轧制变形加工成的厚度大于20mm的板材进行喷水冷却， 采用吹风冷却装置对轧制变形加工成的厚度小于20mm的板材或者带材和箔材进行吹风冷却。本发明的强韧化变形加工方法生产的AZ31镁合金板材、带材、箔材具有如下室温 力学性能纵向抗拉强度为280 300Mpa、纵向屈服强度为200 210Mpa、纵向延伸率为 20 27%，横向抗拉强度为270 280Mpa、横向屈服强度为190 200Mpa、横向延伸率为 13 17% ；采用常规的轧制变形加工方法生产的AZ31镁合金板材、带材、箔材室温力学性 能为纵向抗拉强度为240 260Mpa、纵向屈服强度为195 200Mpa、纵向延伸率为14 17%，横向抗拉强度为235 245Mpa、横向屈服强度为180 190Mpa、横向延伸率为8 10%。实施例3 制备ZK60镁合金各种锻件，采用挤压_锻压强韧化变形加工方法1、采用挤压机对经过熔炼并均勻化热处理后的ZK61镁合金坯料进行挤压变形加 工，其中挤压筒温度330 360°C、挤压比彡7，挤压变形加工后立即分切成锻压用的坯料， 然后将该坯料立即转移到锻压机中；2、采用锻压机对经过挤压变形加工并分切的坯料进行锻压变形加工成各种锻件， 其中开锻温度为350 365°C、终锻温度为345 360°C ；3、采用喷水冷却装置或者吹风冷却装置对锻压变形加工成各种锻件进行冷却，其 中锻件厚度大于20mm时，采用喷水冷却；锻件厚度小于20mm时，采用吹风冷却。4、采用时效热处理炉对上述方法生产的各种锻件进行时效热处理，其中时效热处 理温度为135 155°C、保温时间为5 26小时。本发明的强韧化变形加工方法生产的ZK60镁合金各种锻件具有如下室温力学性 能纵向抗拉强度为380 400Mpa、纵向屈服强度为350 360Mpa、纵向延伸率为12 15%，横向抗拉强度为365 385Mpa、横向屈服强度为345 355Mpa、横向延伸率为9 11% ；采用常规的锻压变形加工方法生产的ZK60镁合金各种锻件室温力学性能为纵向抗 拉强度为340 350Mpa、纵向屈服强度为325 335Mpa、纵向延伸率为5 7%，横向抗拉 强度为320 330Mpa、横向屈服强度为310 320Mpa、横向延伸率为3 5%。实施例4 制备TO83镁合金各种锻件，采用锻压-挤压-锻压强韧化变形加工方法1、采用锻压机对经过熔炼并均勻化热处理后的TO83镁合金坯料进行3向锻压变 形加工，其中开锻温度为500 540°C、终锻温度为465 535°C，每个方向的累计变形量 ^ 30%，锻压变形加工完成后立即转移到挤压机中；2、采用挤压机对锻压变形加工后的坯料进行挤压变形加工，其中挤压筒温度 430 510°C、挤压比> 7，挤压变形加工后立即分切成锻压用的坯料，然后将该坯料立即转 移到锻压机中；
3、采用锻压机对经过锻压_挤压并分切的坯料进行锻压变形加工成各种锻件，其 中开锻温度为460 530°C、终锻温度为455 525°C ；4、采用喷水冷却装置或者吹风冷却装置对锻压变形加工成各种锻件进行冷却，其 中锻件厚度大于20mm时，采用喷水冷却；锻件厚度小于20mm时，采用吹风冷却。5、采用时效热处理炉对上述方法生产的各种锻件进行时效热处理，其中时效热处 理温度为215 250°C、保温时间为1 18小时。本发明的强韧化变形加工方法生产的TO83镁合金各种锻件具有如下室温力学 性能纵向抗拉强度为390 450Mpa、纵向屈服强度为360 400Mpa、纵向延伸率为7 12%，横向抗拉强度为380 440Mpa、横向屈服强度为355 395Mpa、横向延伸率为5 10% ；采用常规的锻压变形加工方法生产的WE83镁合金各种锻件室温力学性能为纵向抗 拉强度为345 410Mpa、纵向屈服强度为335 365Mpa、纵向延伸率为5 7%，横向抗拉 强度为335 360Mpa、横向屈服强度为330 350Mpa、横向延伸率为2 5%。实施例5 制备AZ40镁合金各种冲压件，采用轧制_冲压强韧化变形加工方法1、采用轧机对经过熔炼并均勻化热处理后的AZ40镁合金坯料进行轧制变形加 工，其中开轧温度为320 415°C、终轧温度为315 410°C，累计轧制变形量彡35%，分别 轧制变形加工成板材、带材、箔材并立即分切成冲压用的坯料，然后该坯料立即转移到冲压 机中；2、采用冲压机对经过轧制并分切的坯料进行冲压变形加工成各种冲压件，其中开 始冲压温度为260 400°C、冲压结束温度为255 390°C ；3、采用喷水冷却装置对冲压变形加工成的厚度大于20mm的各种冲压件进行喷水 冷却，采用吹风冷却装置对冲压变形加工成的厚度小于20mm的各种冲压件进行吹风冷却。本发明的强韧化变形加工方法生产的AZ40镁合金各种冲压件具有如下室温力学 性能纵向抗拉强度为270 300Mpa、纵向屈服强度为195 205Mpa、纵向延伸率为15 20%，横向抗拉强度为255 275Mpa、横向屈服强度为190 200Mpa、横向延伸率为13 15% ；采用常规的冲压变形加工方法生产的AZ40镁合金各种冲压件室温力学性能为纵向 抗拉强度为245 265Mpa、纵向屈服强度为190 200Mpa、纵向延伸率为13 17%，横向 抗拉强度为230 240Mpa、横向屈服强度为185 190Mpa、横向延伸率为9 13%。实施例6 制备AZ61镁合金各种冲压件，采用锻压-轧制-冲压强韧化变形加工 方法1、采用锻压机对经过熔炼并均勻化热处理后的AZ61镁合金坯料进行3向锻压变 形加工，其中开锻温度为350 420°C、终锻温度为345 415°C，每个方向的累计变形量 ^ 30%，锻压变形加工完成后立即转移到轧机中；
2、采用轧机对锻压变形加工后的坯料进行轧制变形加工，其中开轧温度为340 410°C、终轧温度为320 405°C，累计轧制变形量彡35%，分别轧制变形加工成板材、带材、 箔材并分切成冲压用的坯料，然后该坯料立即转移到冲压机中；3、采用冲压机对经过锻压_轧制并分切的坯料进行冲压变形加工成各种冲压件， 其中开始冲压温度为300 400°C、冲压结束温度为290 390°C ；4、采用喷水冷却装置对冲压变形加工成的厚度大于20mm的各种冲压件进行喷水冷却，采用吹风冷却装置对冲压变形加工成的厚度小于20mm的各种冲压件进行吹风冷却。5、采用时效热处理炉对上述方法生产的各种冲压件进行时效热处理，其中时效热 处理温度为160 185°C、保温时间为5 26小。本发明的强韧化变形加工方法生产的AZ61镁合金各种冲压件具有如下室温力学 性能纵向抗拉强度为300 330Mpa、纵向屈服强度为230 240Mpa、纵向延伸率为10 15%，横向抗拉强度为290 320Mpa、横向屈服强度为225 235Mpa、横向延伸率为8 12% ；采用常规的冲压变形加工方法生产的AZ61镁合金各种冲压件室温力学性能为纵向 抗拉强度为290 300Mpa、纵向屈服强度为220 230Mpa、纵向延伸率为9 12%，横向抗 拉强度为280 290Mpa、横向屈服强度为210 220Mpa、横向延伸率为7 9%。实施例7 制备EW75镁合金板材、带材、箔材，采用挤压_轧制强韧化变形加工方 法1、采用挤压机对经过熔炼并均勻化热处理后的EW75镁合金坯料进行挤压变形加 工，其中挤压筒温度430 510°C、挤压比彡7，挤压变形加工后立即转移到轧机中；2、采用轧机对挤压变形加工后的坯料进行轧制变形加工，其中开轧温度为455 535°C、终轧温度为450 525°C，累计轧制变形量>35%，分别轧制变形加工成板材、带材、 箔材。3、采用喷水冷却装置对轧制变形加工成的厚度大于20mm的板材进行喷水冷却， 采用吹风冷却装置对轧制变形加工成的厚度小于20mm的板材或者带材和箔材进行吹风冷却。4、采用时效热处理炉对上述方法生产的板材、带材、箔材进行时效热处理，其中时 效热处理温度为215 250°C、保温时间为1 18小时。本发明的强韧化变形加工方法生产的EW75镁合金板材、带材、箔材具有如下室温 力学性能纵向抗拉强度为390 450Mpa、纵向屈服强度为360 400Mpa、纵向延伸率为 7 12%，横向抗拉强度为380 440Mpa、横向屈服强度为355 395Mpa、横向延伸率为 5 10%;采用常规的轧制变形加工方法生产的EW75镁合金板材、带材、箔材室温力学性能 为纵向抗拉强度为345 410Mpa、纵向屈服强度为335 365Mpa、纵向延伸率为5 7%， 横向抗拉强度为335 360Mpa、横向屈服强度为330 350Mpa、横向延伸率为2 5%。实施例8 制备MlC镁合金各种冲压件，采用挤压_轧制_冲压强韧化变形加工方 法1、采用挤压机对经过熔炼并均勻化热处理后的MlC镁合金坯料进行挤压变形加 工，其中挤压筒温度330 410°C、挤压比彡7，挤压变形加工后立即转移到轧机中；2、采用轧机对挤压变形加工后的坯料进行轧制变形加工，其中开轧温度为325 405°C、终轧温度为315 395°C，累计轧制变形量>35%，分别轧制变形加工成板材、带材、箔材并分切成冲压用的坯料，然后该坯料立即转移到冲压机中；3、采用冲压机对经过挤压_轧制并分切的坯料进行冲压变形加工成各种冲压件， 其中开始冲压温度为300 390°C、冲压结束温度为280 380°C ； 4、采用喷水冷却装置对冲压变形加工成的厚度大于20mm的各种冲压件进行喷水 冷却，采用吹风冷却装置对冲压变形加工成的厚度小于20mm的各种冲压件进行吹风冷却。本发明的强韧化变形加工方法生产的MlC镁合金各种冲压件具有如下室温力学 性能纵向抗拉强度为200 210Mpa、纵向屈服强度为120 130Mpa、纵向延伸率为25 30%，横向抗拉强度为180 200Mpa、横向屈服强度为115 125Mpa、横向延伸率为15 25% ；采用常规的冲压变形加工方法生产的MlC镁合金各种冲压件室温力学性能为纵向 抗拉强度为135 150Mpa、纵向屈服强度为115 120Mpa、纵向延伸率为15 20%，横向 抗拉强度为125 135Mpa、横向屈服强度为110 120Mpa、横向延伸率为12 15%。实施例9 制备ME20镁合金板材、带材、箔材，采用锻压_挤压_轧制强韧化变形 加工方法1、采用锻压机对经过熔炼并均勻化热处理后的ME20镁合金坯料进行3向锻压变 形加工，其中开锻温度为340 420°C、终锻温度为335 415°C，每个方向的累计变形量 ^ 30%，锻压变形加工完成后立即转移到挤压机中；2、采用挤压机对锻压变形加工后的坯料进行挤压变形加工，其中挤压筒温度 340 410°C、挤压比彡7，挤压变形加工后立即转移到轧机中；3、采用轧机对挤压变形加工后的坯料进行轧制变形加工，其中开轧温度为320 410°C、终轧温度为300 400°C，累计轧制变形量彡35%，分别轧制变形加工成板材、带材、 箔材。4、采用喷水冷却装置对轧制变形加工成的厚度大于20mm的板材进行喷水冷却， 采用吹风冷却装置对轧制变形加工成的厚度小于20mm的板材或者带材和箔材进行吹风冷却。本发明的强韧化变形加工方法生产的ME20镁合金板材、带材、箔材具有如下室温 力学性能纵向抗拉强度为255 265Mpa、纵向屈服强度为165 175Mpa、纵向延伸率为 20 25%，横向抗拉强度为245 260Mpa、横向屈服强度为155 170Mpa、横向延伸率为 15 20% ；采用常规的轧制变形加工方法生产的ME20镁合金板材、带材、箔材室温力学性 能为纵向抗拉强度为175 190Mpa、纵向屈服强度为155 160Mpa、纵向延伸率为12 17%，横向抗拉强度为150 170Mpa、横向屈服强度为150 155Mpa、横向延伸率为9 12%。实施例10 制备M2M镁合金各种冲压件，采用锻压-挤压-轧制-冲压强韧化变 形加工方法1、采用锻压机对经过熔炼并均勻化热处理后的M2M镁合金坯料进行3向锻压变 形加工，其中开锻温度为340 420°C、终锻温度为335 415°C，每个方向的累计变形量 ^ 30%，锻压变形加工完成后立即转移到挤压机中；2、采用挤压机对锻压变形加工后的坯料进行挤压变形加工，其中挤压筒温度 340 410°C、挤压比彡7，挤压变形加工后立即转移到轧机中；3、采用轧机对挤压变形加工后的坯料进行轧制变形加工，其中开轧温度为320 410°C、终轧温度为300 400°C，累计轧制变形量≥35%，分别轧制变形加工成板材、带材、 箔材并分切成冲压用的坯料，然后该坯料立即转移到冲压机中；4、采用冲压机对经过锻压_挤压_轧制并分切的坯料进行冲压变形加工成各种冲 压件，其中开始冲压温度为300 390°C、冲压结束温度为280 380°C ；5、采用喷水冷却装置对冲压变形加工成的厚度大于20mm的各种冲压件进行喷水 冷却，采用吹风冷却装置对冲压变形加工成的厚度小于20mm的各种冲压件进行吹风冷却。本发明的强韧化变形加工方法生产的M2M镁合金各种冲压件具有如下室温力学 性能纵向抗拉强度为230 250Mpa、纵向屈服强度为150 160Mpa、纵向延伸率为23 27%，横向抗拉强度为220 240Mpa、横向屈服强度为145 155Mpa、横向延伸率为18 23% ；采用常规的冲压变形加工方法生产的M2M镁合金各种冲压件室温力学性能为纵向 抗拉强度为165 180Mpa、纵向屈服强度为135 150Mpa、纵向延伸率为13 17%，横向 抗拉强度为145 165Mpa、横向屈服强度为130 140Mpa、横向延伸率为12 15%。实施例11 制备EW75镁合金管材、型材、棒材、线材，采用锻压-挤压强韧化变形 加工方法1、采用锻压机对经过熔炼并均勻化热处理后的EW75镁合金坯料进行3向锻压变 形加工，其中开锻温度为480 540°C、终锻温度为475 535°C，每个方向的累计变形量 ≥30%，锻压变形加工完成后立即转移到挤压机中；2、采用挤压机对锻压变形加工后的坯料进行挤压变形加工，其中挤压筒温度 430 470°C、挤压比> 7，分别挤压变形加工成管材、型材、棒材、线材。3、采用喷水冷却装置或者吹风冷却装置对挤压变形加工成的管材、型材、棒材、线 材进行冷却，其中直径大于30mm的棒材、壁厚大于20mm的管材和型材采用喷水冷却，直径 小于30mm的棒材或者线材、壁厚小于20mm的管材和型材采用吹风冷却。4、采用时效热处理炉对上述方法生产的管材、型材、棒材、线材进行时效热处理， 其中时效热处理温度为210 260°C、保温时间为1 18小时。本发明的强韧化变形加工方法生产的EW75镁合金管材、型材、棒材、线材具有如 下室温力学性能纵向抗拉强度为445 500Mpa、纵向屈服强度为380 420Mpa、纵向延伸 率为6 10%，横向抗拉强度为415 465Mpa、横向屈服强度为365 410Mpa、横向延伸 率为5 8% ；采用常规的挤压变形加工方法生产的EW75镁合金管材、型材、棒材、线材室 温力学性能为纵向抗拉强度为390 450Mpa、纵向屈服强度为360 405Mpa、纵向延伸率 为5 8%，横向抗拉强度为370 400Mpa、横向屈服强度为355 370Mpa、横向延伸率为 3 5%。实施例12 制备WE83镁合金板材、带材、箔材，采用锻压-轧制强韧化变形加工方 法1、采用锻压机对经过熔炼并均勻化热处理后的TO83镁合金坯料进行3向锻压变 形加工，其中开锻温度为480 540°C、终锻温度为475 535°C，每个方向的累计变形量≥ 30%，锻压变形加工完成后立即转移到轧机中；2、采用轧机对锻压变形加工后的坯料进行轧制变形加工，其中开轧温度为470 530°C、终轧温度为465 525°C，累计轧制变形量≥35%，分别轧制变形加工成板材、带材、 箔材。
3、采用喷水冷却装置对轧制变形加工成的厚度大于20mm的板材进行喷水冷却，采用吹风冷却装置对轧制变形加工成的厚度小于20mm的板材或者带材和箔材进行吹风冷却。4、采用时效热处理炉对上述方法生产的板材、带材、箔材进行时效热处理，其中时 效热处理温度为215 255°C、保温时间为3 16小。本发明的强韧化变形加工方法生产的TO83镁合金板材、带材、箔材具有如下室温 力学性能纵向抗拉强度为385 435Mpa、纵向屈服强度为355 390Mpa、纵向延伸率为 6 10%，横向抗拉强度为370 410Mpa、横向屈服强度为350 385Mpa、横向延伸率为 4. 5 7% ；采用常规的轧制变形加工方法生产的WE83镁合金板材、带材、箔材室温力学性 能为纵向抗拉强度为350 400Mpa、纵向屈服强度为335 360Mpa、纵向延伸率为4 6. 5%，横向抗拉强度为340 355Mpa、横向屈服强度为330 345Mpa、横向延伸率为2 4. 5%。实施例13 制备EW75镁合金各种锻件，采用锻压-挤压-锻压强韧化变形加工方 法1、采用锻压机对经过熔炼并均勻化热处理后的EW75镁合金坯料进行3向锻压变 形加工，其中开锻温度为480 540°C、终锻温度为475 535°C，每个方向的累计变形量 ^ 30%，锻压变形加工完成后立即转移到挤压机中；2、采用挤压机对锻压变形加工后的坯料进行挤压变形加工，其中挤压筒温度 430 470°C、挤压比> 7，挤压变形加工并分切成锻压用的坯料，然后立即转移到锻压机 中；3、采用锻压机对经过锻压-挤压并分切的坯料进行锻压变形加工成各种锻件，其 中开锻温度为470 530°C、终锻温度为465 525°C ；4、采用喷水冷却装置或者吹风冷却装置对锻压变形加工成各种锻件进行冷却，其 中锻件厚度大于20mm时，采用喷水冷却；锻件厚度小于20mm时，采用吹风冷却。5、采用时效热处理炉对上述方法生产的各种锻件进行时效热处理，其中时效热处 理温度为210 260°C、保温时间为1 18小时。本发明的强韧化变形加工方法生产的EW75镁合金各种锻件具有如下室温力学性 能纵向抗拉强度为450 510Mpa、纵向屈服强度为410 450Mpa、纵向延伸率为6 8%， 横向抗拉强度为435 485Mpa、横向屈服强度为405 440Mpa、横向延伸率为5 7% ；采 用常规的锻压变形加工方法生产的EW75镁合金各种锻件室温力学性能为纵向抗拉强度 为350 415Mpa、纵向屈服强度为345 375Mpa、纵向延伸率为3. 5 6%，横向抗拉强度 为345 370Mpa、横向屈服强度为340 355Mpa、横向延伸率为1. 5 3%。实施例14 制备TO83镁合金各种冲压件，采用锻压_轧制_冲压强韧化变形加工 方法1、采用锻压机对经过熔炼并均勻化热处理后的WE83镁合金坯料进行3向锻压变 形加工，其中开锻温度为480 540°C、终锻温度为475 535°C，每个方向的累计变形量 ^ 30%，锻压变形加工完成后立即转移到轧机中；2、采用轧机对锻压变形加工后的坯料进行轧制变形加工，其中开轧温度为470 530°C、终轧温度为465 525°C，累计轧制变形量>35%，分别轧制变形加工成板材、带材、箔材并分切成冲压用的坯料，然后该坯料立即转移到冲压机中；3、采用冲压机对经过锻压_轧制并分切的坯料进行冲压变形加工成各种冲压件， 其中开始冲压温度为420 510°C、冲压结束温度为390 500°C ；4、采用喷水冷却装置对冲压变形加工成的厚度大于20mm的各种冲压件进行喷水 冷却，采用吹风冷却装置对冲压变形加工成的厚度小于20mm的各种冲压件进行吹风冷却。 5、采用时效热处理炉对上述方法生产的各种冲压件进行时效热处理，其中时效热 处理温度为160 185°C、保温时间为5 26小。本发明的强韧化变形加工方法生产的TO83镁合金各种冲压件具有如下室温力学 性能纵向抗拉强度为390 440Mpa、纵向屈服强度为375 410Mpa、纵向延伸率为4 8%，横向抗拉强度为375 415Mpa、横向屈服强度为370 405Mpa、横向延伸率为3 5%; 采用常规的冲压变形加工方法生产的WE83镁合金各种冲压件室温力学性能为纵向抗拉 强度为345 400Mpa、纵向屈服强度为335 360Mpa、纵向延伸率为3 5%，横向抗拉强 度为340 355Mpa、横向屈服强度为330 345Mpa、横向延伸率为1. 5 3%。实施例15 制备WE83镁合金各种冲压件，采用挤压-冲压强韧化变形加工方法1、采用挤压机对经过熔炼并均勻化热处理后的TO83镁合金坯料进行挤压变形加 工，其中挤压筒温度430 510°C、挤压比> 7，挤压变形加工成板材、带材并分切成冲压用 的坯料，然后该坯料立即转移到冲压机中；2、采用冲压机对经过挤压并分切的坯料进行冲压变形加工成各种冲压件，其中开 始冲压温度为420 510°C、冲压结束温度为390 500°C ；3、采用喷水冷却装置对冲压变形加工成的厚度大于20mm的各种冲压件进行喷水 冷却，采用吹风冷却装置对冲压变形加工成的厚度小于20mm的各种冲压件进行吹风冷却。4、采用时效热处理炉对上述方法生产的各种冲压件进行时效热处理，其中时效热 处理温度为160 185°C、保温时间为5 26小。本发明的强韧化变形加工方法生产的TO83镁合金各种冲压件具有如下室温力学 性能纵向抗拉强度为390 440Mpa、纵向屈服强度为375 410Mpa、纵向延伸率为4 8 %，横向抗拉强度为370 410Mpa、横向屈服强度为370 405Mpa、横向延伸率为3 4.5% ；采用常规的冲压变形加工方法生产的WE83镁合金各种冲压件室温力学性能为纵 向抗拉强度为345 400Mpa、纵向屈服强度为335 360Mpa、纵向延伸率为3 5%，横向 抗拉强度为340 355Mpa、横向屈服强度为330 345Mpa、横向延伸率为1. 5 3%。
权利要求
镁合金的强韧化变形加工方法，对熔炼并均匀化热处理后的镁合金坯锭进行强韧化变形加工，其特征在于该镁合金的强韧化变形加工方法为锻压变形加工、挤压变形加工、轧制变形加工和冲压变形加工的金属塑性变形加工方法中的任意两种以上方法的组合，而且在前一种变形加工后直接或分切后进行后一种变形加工，两种变形加工之间不进行再加热；在最后一种变形加工结束时，立即对变形加工后的镁合金材料进行喷水冷却或者吹风冷却；对冷却后的镁合金材料进行时效热处理。
2.根据权利要求1所述的镁合金的强韧化变形加工方法，其特征在于在对变形加工 后的镁合金材料进行喷水冷却或者吹风冷却过程中，所述的变形加工后的镁合金材料为直 径大于30mm的棒材、厚度大于20mm的板材、壁厚大于20mm的管材、壁厚大于20mm的型材， 或各种锻件时，采用喷水冷却；所述的变形加工后的镁合金材料为直径小于30mm的棒材、 直径小于30mm的线材、厚度小于20mm的板材、厚度小于20mm的带材、厚度小于20mm的箔 材、壁厚小于20mm的管材、厚度小于20mm的型材或各种锻件时，采用吹风冷却。
3.根据权利要求1或2所述的镁合金的强韧化变形加工方法，其特征在于所述的镁 合金的强韧化变形加工方法为锻压变形加工和挤压变形加工的组合，即对熔炼并均勻化热 处理后的镁合金坯锭进行锻压变形加工后直接进行挤压变形加工，制备强韧化的镁合金管 材、型材、棒材或线材的挤压材料。
4.根据权利要求1或2所述的镁合金的强韧化变形加工方法，其特征在于所述的镁 合金的强韧化变形加工方法为锻压变形加工和轧制变形加工的组合，即对熔炼并均勻化热 处理后的镁合金坯锭进行锻压变形加工后直接进行轧制变形加工，制备强韧化的镁合金板 材、带材或箔材的轧制材料。
5.根据权利要求1或2所述的镁合金的强韧化变形加工方法，其特征在于所述的镁 合金的强韧化变形加工方法为挤压变形加工和锻压变形加工的组合，即对熔炼并均勻化热 处理后的镁合金坯锭进行挤压变形变形加工后分切，分切后进行锻压变形加工，制备强韧 化的镁合金的各种锻件。
6.根据权利要求1或2所述的镁合金的强韧化变形加工方法，其特征在于所述的镁 合金的强韧化变形加工方法为锻压变形加工、挤压变形加工和锻压变形加工的组合，即对 熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行锻压变形加工后直接进行挤压变形加工，之后进 行分切，分切后进行锻压变形加工，制备强韧化的镁合金的各种锻件。
7.根据权利要求1或2所述的镁合金的强韧化变形加工方法，其特征在于所述的镁 合金的强韧化变形加工方法为轧制变形加工和冲压变形加工的组合，即对熔炼并均勻化热 处理后的镁合金坯锭进行轧制变形加工加工后分切，分切后进行冲压变形加工，制备强韧 化的镁合金的各种冲压件。
8.根据权利要求1或2所述的镁合金的强韧化变形加工方法，其特征在于所述的镁 合金的强韧化变形加工方法为锻压变形加工、轧制变形加工和冲压变形加工的组合，即对 熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行锻压变形加工后直接进行轧制变形加工，之后进 行分切，分切后进行冲压变形加工，制备强韧化的镁合金的各种冲压件。
9.根据权利要求1或2所述的镁合金的强韧化变形加工方法，其特征在于所述的镁 合金的强韧化变形加工方法为挤压变形加工和轧制变形加工的组合，即对熔炼并均勻化热 处理后的镁合金坯锭进行挤压变形加工后直接进行轧制变形加工，制备强韧化的镁合金板材、带材或箔材的轧制材料。
10.根据权利要求1或2所述的镁合金的强韧化变形加工方法，其特征在于所述的镁 合金的强韧化变形加工方法为挤压变形加工、轧制变形加工和冲压变形加工的组合，即对 熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行挤压变形加工后直接进行轧制变形加工，之后进 行分切，分切后进行冲压变形加工，制备强韧化的镁合金的各种冲压件。
11.根据权利要求1或2所述的镁合金的强韧化变形加工方法，其特征在于所述的镁 合金的强韧化变形加工方法为锻压变形加工、挤压变形加工和轧制变形加工的组合，即对 熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行锻压变形加工后直接进行挤压变形加工，之后直 接进行轧制变形加工，制备强韧化的镁合金板材、带材或箔材的轧制材料。
12.根据权利要求1或2所述的镁合金的强韧化变形加工方法，其特征在于所述的镁 合金的强韧化变形加工方法为锻压变形加工、挤压变形加工、轧制变形加工和冲压变形加 工的组合，即对熔炼并均勻化热处理后的镁合金坯锭进行锻压变形加工后直接进行挤压变 形加工，之后直接进行轧制变形加工，之后进行分切，分切后进行冲压变形加工，制备强韧 化的镁合金的各种冲压件。
13.根据权利要求1或2所述的镁合金的强韧化变形加工方法，其特征在于所述的镁 合金的强韧化变形加工方法为挤压变形加工和冲压变形加工的组合，即对熔炼并均勻化热 处理后的镁合金坯锭进行挤压变形加工后分切，分切后进行冲压变形加工，制备强韧化的 镁合金的各种冲压件。
全文摘要
镁合金的强韧化变形加工方法，对熔炼并均匀化热处理后的镁合金坯锭进行强韧化变形加工，该镁合金的强韧化变形加工方法为锻压变形加工、挤压变形加工、轧制变形加工和冲压变形加工的金属塑性变形加工方法中的任意两种以上方法的组合，而且在前一种变形加工后直接或分切后进行后一种变形加工，两种变形加工之间不进行再加热；在最后一种变形加工结束时，立即对变形加工后的镁合金材料进行喷水冷却或者吹风冷却；对冷却后的镁合金材料进行时效热处理。本发明的镁合金的强韧化变形加工方法可以显著均匀、细化镁合金材料的内部组织，提高变形镁合金材料的力学性能以及性能的均匀一致性；避免了镁合金变形加工件在再加热和保温过程中组织产生粗化，而且节省能源。
文档编号C22F1/06GK101845607SQ20091023824
公开日2010年9月29日 申请日期2009年11月23日 优先权日2009年11月23日
发明者何兰强, 张奎, 李兴刚, 李永军, 林海涛, 王海珍, 鄢建明, 金承龙, 陈丽芳, 陈伟, 马鸣龙 申请人:北京有色金属研究总院