一种镁合金门窗用材料及其生产方法_2

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于一致;回火后冷却,其中的第二冷却工序通过水冷与空冷结合的方法,先以较快的冷却速度水冷,然后进行空冷,最后再通过较慢的水冷冷却至室温,不仅可提半成品的抗水蚀能力,而且可以使组织更为均匀稳定,极少出现气孔及沙眼,保证了半成品的抗腐蚀性能,起到了意想不到的技术效果。
【具体实施方式】
[0016]实施例1
本实施例提供一种镁合金门窗用材料,该镁合金门窗用材料由Mg、Al、Mn、Zn、Cu、N1、Sc、P、Zr、Y、Ca、Sr、B、Co、稀土元素组成,其重量百分比组分为:A1:15%,Mn:7%,Zn:10%,Cu:1%,N1:2%,Sc:2%,P:0.5%,Zr:9%,Y:3%、Ca:8%,Sr:4%,B:4%,Co:2%,稀土元素 3%,其余为Mg ;
稀土元素由Ce、Nd、Gd、Pr、Dy、Yb、La、Sm组成,按重量百分比计各组分为:Ce:10%,Nd:18%,Gd:17%, Pr:11%,Dy:9%,Yb:5%,La:15 %,Sm:15%。
[0017]上述镁合金门窗用材料的生产方法,按以下具体步骤操作:
(1)开启熔炼炉预热13min,将上述化学成份作为原料加入其中的Mg、Al、Mn、N1、Sc、P、Zr、Y、Co及,按照组分含量进行调配,将原料放置在石墨坩祸内,然后将装有原料的石墨坩祸放入预热好的熔炼炉中,同时通入SF6和C02混合保护气体;
往恪炼炉中加入Zn、Cu、Ca、Sr、B及稀土元素,在800°C下恪炼,待合金元素完全恪化后,搅拌15min,保持720°C静置25min ;
将合金液浇入预热到200°C的金属模具中,得到高为150mm,直径为10mm的铸锭;
(2)对制备得到的铸锭进行热处理工艺,具体操作如下:
a退火,将铸锭炉热至450°C时保温llmin,然后炉冷却至260°C,随后打开炉门继续缓冷至150°C出炉空冷至室温; b淬火,将步骤a中退火后的铸锭缓慢炉热至510°C并保温0.8h,再次炉热至550°C后用高压喷射水铸锭快速降温;
c回火,将经淬火后的铸锭在室温下再次入炉并炉热至220°C后保温15min后出炉空冷至室温;
(3)将热处理后的铸锭经车床去皮后得到高为100mm,直径为90mm的坯料,对坯料进行锻造,在对坯料进行锻造前,先对锻模进行预热,预热至175°C,并采用模具软化剂对锻模进行润滑,预锻温度为700°C,终锻温度为810°C,自然冷却到室温得到半成品;
(4)对锻造后的半成品进行调质热处理,经调质热处理后的半成品经冷却工序冷却至室温,得到直径为15_的棒材,对棒材逐个检查,剔除表面有缺陷的棒材,将检验合格的棒材即为门窗用材料用丝带进行打捆并称重,最终入库,其中:
调质热处理的具体操作为:采用一次正火和一次回火组合进行,正火:正式火温度750°C,到温后保温13min 次回火:采用分段加热,第一段加热温度为825°C,到温后保温17min,第二段加热温度为860°C,到温后保温5min,然后空冷至室温;
冷却工序包括第一道冷却工序和第二道冷却工序具体操作为:
第一道冷却工序为:在冷却床上对半成品进行空气冷却,先以每秒5°C的冷却速度将半成品冷却到450°C,然后再缓慢冷却到室温;
第二道冷却工序为:采用水冷与空冷结合,先采用水冷以2.80C /s的冷却速率将半成品水冷至350°C,然后空冷至220°C,再采用水冷以3.0°C /s的冷却速率将半成品水冷至160°C,最后空冷至室温。
[0018]实施例2
本实施例提供一种镁合金门窗用材料,该镁合金门窗用材料由Mg、Al、Mn、Zn、Cu、N1、Sc、P、Zr、Y、Ca、Sr、B、Co、稀土元素组成,其重量百分比组分为:A1:20%,Mn:8%,Zn:12%,Cu:3%,N1:3%,Sc: 3%,P:1.0%,Zr:7%,Y:5%,Ca:11%,Sr:5%,B:7%,Co:4%,稀土元素 1%,其余为Mg ;
稀土元素由Ce、Nd、Gd、Pr、Dy、Yb、La、Sm组成,按重量百分比计各组分为:Ce:15%,Nd:15%,Gd:20%, Pr:8%,Dy:8%,Yb:4%,La:20%,Sm:10%。
[0019]上述镁合金门窗用材料的生产方法,按以下具体步骤操作:
(1)开启熔炼炉预热lOmin,将上述化学成份作为原料加入其中的Mg、Al、Mn、N1、Sc、P、Zr、Y、Co及,按照组分含量进行调配,将原料放置在石墨坩祸内,然后将装有原料的石墨坩祸放入预热好的熔炼炉中,同时通入SF6和C02混合保护气体;
往恪炼炉中加入Zn、Cu、Ca、Sr、B及稀土元素,在900°C下恪炼,待合金元素完全恪化后,搅拌lOmin,保持720°C静置20min ;
将合金液浇入预热到300°C的金属模具中,得到高为200mm,直径为120mm的铸锭;
(2)对制备得到的铸锭进行热处理工艺,具体操作如下:
a退火,将铸锭炉热至500°C时保温9min,然后炉冷却至250°C,随后打开炉门继续缓冷至100°C出炉空冷至室温;
b淬火,将步骤a中退火后的铸锭缓慢炉热至520°C并保温0.5h,再次炉热至560°C后用高压喷射水铸锭快速降温;
c回火,将经淬火后的铸锭在室温下再次入炉并炉热至240°C后保温1min后出炉空冷至室温;
(3)将热处理后的铸锭经车床去皮后得到高为120mm,直径为10mm的坯料,对坯料进行锻造,在对坯料进行锻造前,先对锻模进行预热,预热至150°C,并采用模具软化剂对锻模进行润滑,预锻温度为650°C,终锻温度为800°C,自然冷却到室温得到半成品;
(4)对锻造后的半成品进行调质热处理,经调质热处理后的半成品经冷却工序冷却至室温,得到直径为20_的棒材,对棒材逐个检查,剔除表面有缺陷的棒材,将检验合格的棒材即为门窗用材料用丝带进行打捆并称重,最终入库,其中:
调质热处理的具体操作为:采用一次正火和一次回火组合进行,正火:正式火温度770°C,到温后保温1min 次回火:采用分段加热,第一段加热温度为800°C,到温后保温13min,第二段加热温度为820°C,到温后保温8min,然后空冷至室温;
冷却工序包括第一道冷却工序和第二道冷却工序具体操作为:
第一道冷却工序为:在冷却床上对半成品进行空气冷却,先以每秒7°C的冷却速度将半成品冷却到400°C,然后再缓慢冷却到室温;
第二道冷却工序为:采用水冷与空冷结合,先采用水冷以3.50C /s的冷却速率将半成品水冷至320°C,然后空冷至200°C,再采用水冷以3.70C /s的冷却速率将半成品水冷至150 °C,最后空冷至室温。
[0020]实施例3
本实施例提供一种镁合金门窗用材料,该镁合金门窗用材料由Mg、Al、Mn、Zn、Cu、N1、Sc、P、Zr、Y、Ca、Sr、B、Co、稀土元素组成,其重量百分比组分为:A1:18%,Mn:5%,Zn:10%,Cu:2%,N1:2%,Sc:1%,P:0.8%,Zr:5%,Y:2%,Ca:10%,Sr:2%,B:6%,Co:3%,稀土元素 2%,其余为Mg ;
稀土元素由Ce、Nd、Gd、Pr、Dy、Yb、La、Sm组成,按重量百分比计各组分为:Ce:14%, Nd:17%,Gd:14%, Pr:12%,Dy:9%,Yb:5%,La:19%,Sm:10%。
[0021]上述镁合金门窗用材料的生产方法,按以下具体步骤操作:
(1)开启熔炼炉预热15min,将上述化学成份作为原料加入其中的Mg、Al、Mn、N1、Sc、P、Zr、Y、Co及,按照组分含量进行调配,将原料放置在石墨坩祸内,然后将装有原料的石墨坩祸放入预热好的熔炼炉中,同时通入SF6和C02混合保护气体;
往熔炼炉中加入Zn、Cu、Ca、Sr、B及稀土元素,在850°C下熔炼,待合金元素完全熔化后,搅拌12min,保持720°C静置30min ;
将合金液浇入预热到250°C的金属模具中,得到高为180mm,直径为IlOmm的铸锭;
(2)对制备得到的铸锭进行热处理工艺,具体操作如下:
a退火,将铸锭炉热至400°C时保温lOmin,然后炉冷却至255°C,随后打开炉门继续缓冷至125°C出炉空冷至室温;
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