一种对zm6镁合金铸件进行快速时效的热处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属结构材料的热处理技术领域，具体涉及一种对ZM6镁合金铸件进 行快速时效的热处理工艺。
【背景技术】
[0002] 镁合金密度小，比强度、比刚度高，有良好的铸造和切削加工工艺性能。并且具有 较高的阻尼减震和电磁屏蔽特性，导热能力比工程塑料高100倍，故又特别适合制造电子 装置。此外，镁合金回收比较容易，回收过程消耗能量仅为生产时消耗能量的5%左右。因 此被誉为"21世纪的绿色工程材料"。
[0003] ZM6是铸造镁合金三大系列之一 Mg-RE-Zr系合金中的一种，是我国应用最早、最 为良好的铸造镁合金之一。该合金是以钕为主要合金元素，由于其具有优良的室温及高温 力学性能及铸造性能，可广泛用来制造各种受力构件，如制造直升机的发动机后减速机匣、 飞机机翼翼肋和液压恒速装置支架以及30万千瓦气轮发电机的转子引线压板等零部件， 在航空航天、军用国防等领域得到相对广泛的应用。目前，铸态ZM6镁合金无法满足航天器 及尖端武器上的较高性能要求，通常采取固溶+时效的热处理手段来改善或调整其力学性 能，针对ZM6合金的传统时效工艺通常温度较低（150~200°C )，时效强化是一个过饱和固 溶原子缓慢析出，形成盘状柱面析出相的过程，所需时间较长，通常在10小时以上，中华人 民共和国航空行业标准HB5462-90 (镁合金铸件热处理）上规定的ZM6镁合金铸件的时效 处理条件为195~205°C，12~16h，时效时间长，生产周期久，能耗高，效率低。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供一种对ZM6镁合金铸件进行快速时效的热处理工艺，该工艺 利用短时高温处理，促使在基体中形成有序排列的球状相，可以使ZM6镁合金铸件的屈服 强度显著提高，与传统时效处理工艺相比大大缩短了时效处理时间，提高生产效率、降低成 本，有重要的生产应用价值。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] 一种对ZM6镁合金铸件进行快速时效的热处理工艺，该工艺首先将ZM6镁合金铸 件进行固溶处理，固溶处理的温度为500~545°C，时间为5~24h，取出后冷却；然后将其 在热处理炉中进行时效处理，时效处理温度225~325°C，保温lOmin~2h，取出后冷却。
[0007] 上述固溶处理后的冷却方式为水冷、油冷或空冷。
[0008] 上述时效处理后的冷却方式为水冷、油冷或空冷。
[0009] 本发明具有如下优点：
[0010] 1、本发明方法简单，易于操作，适合批量生产。
[0011] 2、本方法利用短时高温处理，促使在基体中形成有序排列的球状相，可以使ZM6 镁合金铸件的屈服强度显著提高。
[0012] 3、本发明与传统时效处理工艺相比，有效的缩短了热处理时间，降低能耗，缩短生 产周期，提高生产效率，降低成本。
【附图说明】
[0013] 图1是实施例1铸态ZM6镁合金扫描电镜照片。
[0014] 图2是实施例1经过固溶处理的ZM6镁合金金相。
[0015] 图3是实施例1经过时效处理后的ZM6镁合金扫描电镜照片。
[0016] 图4是对比例1经传统时效处理的ZM6镁合金透射电镜照片。
【具体实施方式】
[0017] 实施例1
[0018] 所用 ZM6 镁合金成分为（wt. % ) :Nd 3.27%，Zn 0.5%，Zr 0.6%，Mg 为余量， 将上述镁合金用线切割切成标准拉伸试样，放入箱式电阻炉中加热525°C后保温14h后水 冷。再将水冷后的镁合金拉伸试样进行时效处理，处理条件为：放入箱式电阻炉中加热到 250°C后保温20min，取出后空冷。
[0019] 如图1所示，铸态时ZM6镁合金的扫描电镜照片，晶界析出有大量的共晶相。
[0020] 如图2所示，固溶处理后的ZM6镁合金的金相中，共晶相几乎完全溶解。
[0021] 如图3所示，经时效处理后从晶界向晶内形成了一些有序排列的球状析出相（如 虚线所示）。
[0022] 对比例1
[0023] 与实施例1不同之处在于：采用传统时效处理条件：放入箱式电阻炉中加热到 200°C后保温14h，取出后空冷。本例时效后析出大量平行于{1100}面的盘状析出相，如图 4所示。
[0024] 经实施例1和对比例1热处理的试样室温拉伸性能测试结果见表1。
[0025] 表1经实施例1和对比例1热处理的ZM6镁合金室温力学性能
[0027] 实施例2
[0028] 所用 ZM6 镁合金成分为（wt. % ) :Nd 3. 27%，Zn 0· 5%，Zr 0· 6%，Mg 为余量， 将上述镁合金用线切割切成标准拉伸试样，放入箱式电阻炉中加热525°C后保温14h后水 冷。再将水冷后的镁合金拉伸试样进行时效处理，处理条件为：放入箱式电阻炉中加热到 275°C后保温20min，取出后空冷。
[0029] 经实施例2和对比例1热处理的试样室温拉伸性能测试结果见表2。
[0030] 表2经实施例2和对比例1热处理的ZM6镁合金室温力学性能
[0032] 以上对发明的具体实例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定 的实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形及修改，这不影响本 发明的实质内容。
【主权项】
1. 一种对ZM6镁合金铸件进行快速时效的热处理工艺，其特征在于：该工艺首先将ZM6 镁合金铸件进行固溶处理，取出后冷却；然后将其在热处理炉中进行时效处理，时效处理温 度225~325°C，保温lOmin~2h，取出后冷却。2. 按照权利要求1所述的对ZM6镁合金铸件进行快速时效的热处理工艺，其特征在于： 所述固溶处理的温度为500~545°C，时间为5~24h。3. 按照权利要求1所述的对ZM6镁合金铸件进行快速时效的热处理工艺，其特征在于： 所述固溶处理后的冷却方式为水冷、油冷或空冷。4. 按照权利要求1所述的对ZM6镁合金铸件进行快速时效的热处理工艺，其特征在于： 所述时效处理后的冷却方式为水冷、油冷或空冷。
【专利摘要】本发明公开了一种对ZM6镁合金铸件进行快速时效的热处理工艺，属于金属结构材料的热处理技术领域。该工艺首先将ZM6镁合金铸件进行固溶处理，取出冷却；然后将其在热处理炉中进行时效处理，时效处理温度225～325℃，保温10min～2h，取出后冷却。本发明利用短时高温处理，促使在基体中形成有序排列的球状相，可以使ZM6镁合金铸件的屈服强度显著提高，与传统时效处理相比大大缩短了时效处理时间，提高生产效率、降低成本，有重要的生产应用价值。
【IPC分类】C22F1/06
【公开号】CN105420648
【申请号】CN201410459029
【发明人】陈荣石, 吴迪, 王文辉, 柯伟
【申请人】中国科学院金属研究所
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2014年9月10日