一种制备及成形高强高韧变形镁合金的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及儀合金加工领域，特别设及一种制备及成形高强高初变形儀合金的方 法。
【背景技术】
[0002] 儀合金作为最轻的工程金属材料，具有比强度高，刚性优良，密度小的特点。在航 天、汽车、生物医药等领域应用十分广泛。同时儀合金存在着一些缺陷：由于儀合金的密排 六方结构，其滑移系较少，在室溫下塑性变形能力差，易脆性断裂。因此，儀合金不能满足实 际需求，但经过二次加工的变形儀合金，其综合力学性能得到改善。
[0003] 通常来讲，晶粒细化能显著提升儀合金的强度和塑性。通常在儀合金诱铸过程利 用过热处理法、碳质孕育法、添加稀±元素等方法来调控儀合金晶粒尺寸。虽然添加稀±元 素能提升儀合金的强度，但是稀±儀合金的塑性较差。本发明提出在在儀合金诱铸过程中 施加螺旋磁场，促使合金元素在烙体内均匀分布，加剧合金烙体的流动，细化晶粒，显著减 少儀合金的铸造缺陷，显著提高合金的微观硬度和力学性能。在儀合金的固态成形中通常 使用热挤压、反复挤压、大比率挤压等方法来细化合金晶粒，虽然能提升儀合金的强度和塑 性，但是工艺繁琐需要多次挤压，成本高，存在变形不均匀现象。本发明提出的溫差挤压工 艺，工艺简单，只需进行一次挤压，而且合金组织变形均匀，晶粒明显细化，显著提升变形儀 合金的初性和强度。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种制备及成形高强高初变形儀合金的方法。本发明提供一 种变形儀合金，由W下质量百分含量的组分组成：化为5.5%，Zr为0.6%，其余为Mg及不可去 除的杂质。本发明经过大量的实验探索出该儀合金的溫差挤压成形方法。该成形方法是儀 合金经烙炼后，在螺旋磁场揽拌条件下诱铸，随后进行均匀化处理，然后对铸锭进行溫差挤 压。
[0005] 本发明设及一种制备及成形高强高初变形儀合金的方法，W下步骤：1.在高纯氣 气保护下烙炼，将工业纯儀完全烙化后，升溫至740-760°C加入锋锭，升溫至780-800°C加 入经预热的Mg-30%Zr中间合金，烙炼期间充分揽拌。2.烙体降溫至750-760°C加入RJ-5 精炼剂进行精炼，精炼时间5min，精炼结束后升溫至780-800°C，静置30min后，在励磁电压 不高于120 V的电磁揽拌条件下诱铸。3.随后对铸锭进行12h、380°C的均匀化处理，均匀化处 理时铸锭用侣锥包裹并覆盖氧化儀。4 .接下来对铸锭进行溫差挤压，工艺参数:表面溫度 300°C-40(rC，巧料表面溫度高于屯、部溫度，溫差150-250°C，挤压比25:1，挤压速度2mm/s。 5 .经溫差挤压得到的儀合金在室溫下的延伸率为17.28%-20.8%，屈服强度为287Mpa-308MPa，抗拉强度为361M化一388Mpa。最优工艺参数为:经大量的实验可得最优工艺参数 为:励磁电压90V、巧料表面溫度350°C，溫度差150°C，此时变形儀合金的延伸率为20.8%，屈 服强度为287MPa，抗拉强度为388MPa。
[0006] 本发明的优点在于： 由于儀合金特殊的晶体结构，普通的热挤压难W对儀合金晶粒高效率细化。本发明通 过大量的实验探索出，在烙剂保护的烙炼条件下，将工业纯儀完全烙化后，依次加入侣锭， 加入经预热的Mg-30%Zr中间合金;烙体经精炼和静置降溫后在磁场电压不高于120V的励 磁磁场揽拌条件下诱铸;随后对铸锭进行12h、38(TC的均匀化处理;对铸锭进行溫差挤压， 工艺参数:表面溫度300°C-40(rC，巧料表面溫度高于屯、部溫度，溫差150-250°C，挤压比25: 1，挤压速度2mm/s ;得到的儀合金在室溫下的延伸率17.28%-20.8%，屈服强度287Mpa- 308MPa，抗拉强度361M化一388Mpa;经大量的实验可得最优工艺参数为:励磁电压90V、巧料 表面溫度350°C，溫度差150°C，此时变形儀合金的延伸率为20.8%，屈服强度为287MPa，抗拉 强度为388MPa。
[0007] 在儀合金诱铸过程中施加螺旋磁场，加剧了强初化变形儀合金的不平衡凝固，增 加了溶质元素在晶体内部的固溶度而减少在晶界的析出，促进了合金元素均匀分布，减少 偏析，显著减少了铸造缺陷，同时随着励磁电压的增加，第二相粒子得到明显细化，分布更 加均匀，提高了合金的微观硬度和力学性能。
[000引溫差挤压工艺得到的强初化变形儀合金显微组织大小和分布得到很大改善，组织 显著细化且分布更加均匀。晶粒细化后激活了非基面滑移和晶界滑移，李生变形得到抑制， 使得合金塑性大幅提高。溫差挤压工艺使得合金组织发生了完全再结晶，再结晶晶界W大 角度晶界为主，溫差挤压后大角度晶界数量增多，促进了晶界滑移而使得初性提高。
[0009]
【附图说明】
[0010] 图1产品宏观照片。
[0011] 图2巧料表面溫度350 °C，溫度差150°C时不同励磁电压下制备的强初化变形儀 合金溫差挤压后的力学性能。
【具体实施方式】
[0012] 本发明通过调节W上工艺参数，做了大量的对比实验，下面结合附图和实施例对 本发明作进一步详细说明。需要说明的是，实施例仅是对本发明的进一步阐释，而不是限 审IJ。在本发明基本思路下进行的简单改进，属于本发明需要保护的范畴。
[OOU]实施例1 本发明提供一种制备及成形高强高初变形儀合金的方法，合金成分：Zn为5.5%，Zr为 0.6%，其余为Mg及不可去除的杂质。在高纯氣气保护下烙炼，将工业纯儀完全烙化后，升溫 至740-760°C加入锋锭，升溫至780-800°C加入经预热的Mg-30%Zr中间合金，烙炼期间 充分揽拌;烙体降溫至750-760°C加入RJ-5精炼剂进行精炼，精炼时间5min，精炼结束后升 溫至780-800°C静置30min，然后在励磁电压为60V的电磁揽拌条件下诱铸;随后对铸锭进 行12h、38(TC的均匀化处理，均匀化处理时铸锭用侣锥包裹并覆盖氧化儀;然后对铸锭进行 溫差挤压，工艺参数：表面溫度350°C，巧料表面溫度高于屯、部溫度，溫差150°C，挤压比为 25:1，挤压速度2mm/s;根据国标GB/T228-2002对经螺旋磁场制备，溫差挤压加工的儀合金 进行力学性能测试结果见表1。
[0014] 实施例