專利名稱：：一種提高高強(qiáng)度變形鎂合金阻尼性能的塑性加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鎂合金
技術(shù)領(lǐng)域：
的塑性加工方法，具體是一種提高高強(qiáng)度變形鎂合金阻尼性能的塑性加工工藝。
背景技術(shù)：
：鎂及鎂合金具有比強(qiáng)度高、阻尼減振降噪能力強(qiáng)、導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能優(yōu)異以及電磁輻射屏蔽能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，可滿足現(xiàn)代汽車(chē)、軌道交通、電子、通信、航空航天和國(guó)防軍事工業(yè)等領(lǐng)域?qū)p量化、高速化、大功率化和節(jié)能降噪等需求，因此高阻尼、高比強(qiáng)度的鎂基功能結(jié)構(gòu)一體化材料成為目前金屬結(jié)構(gòu)材料發(fā)展的一個(gè)重要方向。但由于鎂及鎂合金室溫阻尼的產(chǎn)生主要是位錯(cuò)機(jī)制，其力學(xué)性能和阻尼性能往往是相互矛盾的。因此，迫切需要找到一種方法解決這一矛盾。目前一般的思路是從高阻尼鎂合金出發(fā)，主要通過(guò)添加合金元素和復(fù)合強(qiáng)化等手段來(lái)提高其力學(xué)性能，此類研究多集中于純鎂、鎂鋯合金、鎂錳銅合金等高阻尼鎂合金及其復(fù)合材料，但從目前的研究來(lái)看，仍然存在阻尼性能好但力學(xué)性能不夠高、力學(xué)性能好但阻尼性能變差或者工藝復(fù)雜性能不穩(wěn)定等問(wèn)題，不能滿足工程應(yīng)用的要求。如CN1888108(專利號(hào)為200610010326.8)公開(kāi)了一種"高強(qiáng)韌高阻尼變形鎂合金及其制備方法"，為了解決鎂合金的阻尼性能與力學(xué)性能的矛盾，提出了向純鎂中添加固溶度小的銅和硅等合金元素，減少位錯(cuò)弱釘扎點(diǎn)的數(shù)量，提高阻尼性能。添加鋯和錳等細(xì)化晶粒的合金元素，提高合金力學(xué)性能，不僅對(duì)鑄錠進(jìn)行常規(guī)熱擠壓，還進(jìn)行強(qiáng)烈塑性變形(ECAP，MDF)，調(diào)整晶粒取向，并得到超細(xì)晶組織，同時(shí)提高強(qiáng)韌性和阻尼性能。但應(yīng)該看到該技術(shù)并沒(méi)有得到預(yù)想的效果，只能使得抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度達(dá)到212MPa和135MPa，阻尼性能Q—1達(dá)到0.023;而且還存在材料性能未通過(guò)工業(yè)化生產(chǎn)的檢驗(yàn)，且工藝復(fù)雜等問(wèn)題。有鑒于此，本發(fā)明申請(qǐng)人考慮從目前商用的高強(qiáng)度變形鎂合金入手，通過(guò)合適的塑性加工工藝來(lái)提高其阻尼性能，為解決鎂合金力學(xué)性能與阻尼性能的矛盾提供一種新的思路。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種提高高強(qiáng)度變形鎂合金阻尼性能的塑性加工工藝。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種提高高強(qiáng)度變形鎂合金的塑性加工工藝方法，包括以下步驟-1)擠壓塑性變形將鎂合金鑄錠在擠壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，工藝參數(shù)為擠壓溫度350°C-400°C，擠壓比為9-15，擠壓速度為2-8m/min，且速度恒定；2)鐓粗型鍛造處理將擠壓塑性變形后的變形鎂合金在38(TC-40(rC溫度下保溫l-2小時(shí)，然后再鐓粗，鐓粗時(shí)鎂合金錠溫度為315°C-375°C，鐓粗率為30%-40%，鐓粗應(yīng)變速率為0.001-0.01/s。在擠壓塑性變形之前,還可以包括鎂合金鑄錠的均勻化處理工藝在熱處理爐中對(duì)鎂合金鑄錠進(jìn)行退火熱處理，工藝參數(shù)為溫度350-400°C，時(shí)間8-20小時(shí)。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明提高高強(qiáng)度變形鎂合金阻尼性能的效果明顯通過(guò)將鎂合金鑄錠進(jìn)行擠壓塑性變形，再進(jìn)行鐓粗型鍛造處理，能在保證較好力學(xué)性能的同時(shí)大幅提高高強(qiáng)度變形鎂合金的阻尼性能，解決了目前商用高強(qiáng)度鎂合金由于阻尼性能較差而限制其應(yīng)用范圍的問(wèn)題。2、本發(fā)明適用面廣本發(fā)明可適用于多種牌號(hào)的商用高強(qiáng)變形鎂合金體系(如AZ系、ZK系或ZM系等)。3、本發(fā)明工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，成本較低本發(fā)明所釆用的設(shè)備，包括熱擠壓爐、熱處理爐等均為常規(guī)通用設(shè)備，可移植性強(qiáng)，工藝簡(jiǎn)單成熟，成本較低。具體實(shí)施方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)為前提下進(jìn)行實(shí)施，現(xiàn)給出詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于以下的實(shí)施例。實(shí)施例1:一種提高高強(qiáng)度變形鎂合金阻尼性能的塑性加工工藝方法，該塑性加工工藝包括以下步驟1)合金的均勻化熱處理工藝使用普通商業(yè)ZK60高強(qiáng)度變形鎂合金鑄錠為原料，合金成分(重量百分含量)為5.6%Zn、0.54%Zr、雜質(zhì)元素小于0.02%，其余為Mg。在熱處理爐中進(jìn)行退火熱處理，工藝參數(shù)為溫度39(TC，時(shí)間8小時(shí)；2)擠壓塑性變形將均勻化處理后的鎂合金鑄錠在擠壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，工藝參數(shù)為擠壓溫度38(TC，擠壓比為ll，擠壓速度為5m/min，且速度恒定；擠壓塑性變形之后的ZK60變形鎂合金，在室溫下抗拉強(qiáng)度為334.9MPa，屈服強(qiáng)度為246.6MPa，延伸率為12.7%;在頻率為1Hz、應(yīng)變振幅為0.5%時(shí)，擠壓后合金的阻尼性能(以損耗正切表示)tan5=0.05;3)鐓粗型鍛造處理將擠壓塑性變形后的變形鎂合金在380'C溫度下保溫1小時(shí)，然后再墩粗，鐓粗時(shí)溫度為34(TC，鐓粗率為30%，鐓粗應(yīng)變速率為0.01/s。鍛造處理后的ZK60變形鎂合金，在室溫下抗拉強(qiáng)度為322.5MPa，屈服強(qiáng)度為256.6MPa，延伸率為11.4%;在頻率為1Hz、應(yīng)變振幅為0.5%時(shí)，鍛造后合金的阻尼性能(以損耗正切表示)tanS=0.075。實(shí)施例2:與實(shí)施例1不同的是使用的普通商業(yè)高強(qiáng)度變形鎂合金原料不同，鎂合金原料采用AZ61，合金成分(重量百分含量)為5.81%A1、0.55%Zn、0.29%Mn，雜質(zhì)元素小于0.02%，其余為Mg。合金的均勻化熱處理工藝、擠壓塑性變形和鐓粗型鍛造處理工藝方法均相同。擠壓參數(shù)為擠壓溫度35(TC，擠壓比為ll，擠壓速度為5m/min，且速度恒定。鐓粗型鍛造處理工藝為在40(TC溫度下保溫1.5小時(shí)后再鐓粗，鐓粗時(shí)鎂合金錠溫度為315°C，鐓粗率為40%，鐓粗應(yīng)變速率為0.001/s。擠壓塑性變形之后，合金室溫下抗拉強(qiáng)度為320.0MPa，屈服強(qiáng)度為203.4MPa，延伸率為13.7%;在頻率為lHz、應(yīng)變振幅為0.5%時(shí)，擠壓后合金的阻尼性能(以損耗正切表示)tanS=0.065。鍛造處理后，合金室溫下抗拉強(qiáng)度為291.3MPa，屈服強(qiáng)度為156.6MPa，延伸率為11.3%;在頻率為lHz、應(yīng)變振幅為0.5%時(shí)，鍛造后合金的阻尼性能(以損耗正切表示)tan5=0.1。實(shí)施例3:與實(shí)施例2不同的是鎂合金鑄錠沒(méi)有實(shí)施均勻化熱處理工藝。擠壓塑性變形參數(shù)為擠壓溫度35(TC，擠壓比為ll，擠壓速度為6m/min，且速度恒定。鐓粗型鍛造處理工藝為在40(TC溫度下保溫2小時(shí)，然后再鐓粗，鐓粗時(shí)鎂合金錠溫度為315°C，鐓粗率為40%,鐓粗應(yīng)變速率為0.001/s。合金直接進(jìn)行擠壓塑性變形之后，室溫下抗拉強(qiáng)度為311.9MPa，屈服強(qiáng)度為187.9MPa，延伸率為13.8%;在頻率為1Hz、應(yīng)變振幅為0.5%時(shí)，擠壓后合金的阻尼性能(以損耗正切表示)tanS=0.06。鍛造處理后，合金的室溫下抗拉強(qiáng)度為282.5MPa，屈服強(qiáng)度為121.5MPa，延伸率為11.8%;在頻率為lHz、應(yīng)變振幅為0.5%日寸，鍛造后合金的阻尼性能(以損耗正切表示)tan5=0.13。表1為上述實(shí)施例高強(qiáng)度變形鎂合金力學(xué)性能和阻尼性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>通過(guò)上述實(shí)施例可知普通商業(yè)高強(qiáng)度變形鎂合金通過(guò)本發(fā)明所述的塑性加工工藝，能獲得力學(xué)和阻尼性能均較好的高強(qiáng)度變形鎂合金；經(jīng)本發(fā)明所述的塑性加工工藝處理后的變形鎂合金應(yīng)用范圍廣泛，可滿足高速列車(chē)、汽車(chē)、航空航天和國(guó)防軍工等領(lǐng)域?qū)Ω邚?qiáng)高阻尼輕量化材料的實(shí)際需求。而且，本發(fā)明所用工藝設(shè)備為常規(guī)通用設(shè)備，成本較低。權(quán)利要求1.一種提高高強(qiáng)度變形鎂合金阻尼性能的塑性加工工藝，其特征在于所述塑性加工工藝包括以下步驟1)擠壓塑性變形將鎂合金鑄錠在擠壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，工藝參數(shù)為擠壓溫度350℃-400℃，擠壓比為9-15，擠壓速度為2-8m/min，且速度恒定；2)鐓粗型鍛造處理將擠壓塑性變形后的變形鎂合金在380℃-400℃溫度下保溫1-2小時(shí)，然后再鐓粗，鐓粗時(shí)鎂合金錠溫度為315℃-375℃，鐓粗率為30％-40％，鐓粗應(yīng)變速率為0.001-0.01/s。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高高強(qiáng)度變形鎂合金阻尼性能的塑性加工工藝，其特征在于在擠壓塑性變形之前，還包括鎂合金鑄錠的均勻化處理工藝在熱處理爐中對(duì)鎂合金鑄錠進(jìn)行退火熱處理，工藝參數(shù)為溫度350-40(TC，時(shí)間8-20小時(shí)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高高強(qiáng)度變形鎂合金阻尼性能的塑性加工工藝，其特征在對(duì)于經(jīng)過(guò)步驟1處理的擠壓塑性變形后的變形鎂合金，為抗拉強(qiáng)度280-450MPa的高強(qiáng)度鎂合金。全文摘要本發(fā)明提供了一種提高高強(qiáng)度變形鎂合金阻尼性能的塑性加工工藝，包括以下步驟擠壓塑性變形將鎂合金鑄錠在擠壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，工藝參數(shù)為擠壓溫度350℃-400℃，擠壓比為9-15，擠壓速度為2-8m/min，且速度恒定；鐓粗型鍛造處理將擠壓塑性變形后的變形鎂合金在380℃-400℃溫度下保溫1-2小時(shí)后再鐓粗，鐓粗時(shí)鎂合金錠溫度為315℃-375℃，鐓粗率為30％-40％，鐓粗應(yīng)變速率為0.001-0.01/s。本發(fā)明能在保證較好力學(xué)性能的同時(shí)，大幅提高高強(qiáng)度變形鎂合金的阻尼性能，成功解決了鎂合金強(qiáng)度與阻尼性能的矛盾。經(jīng)本發(fā)明處理后的變形鎂合金應(yīng)用范圍廣泛，可滿足高速列車(chē)、汽車(chē)、航空航天和國(guó)防軍工等領(lǐng)域?qū)Ω邚?qiáng)高阻尼輕量化材料的實(shí)際需求。而且，本發(fā)明所用工藝設(shè)備為常規(guī)通用設(shè)備，成本較低。文檔編號(hào)B23P17/04GK101332560SQ20081007009公開(kāi)日2008年12月31日申請(qǐng)日期2008年8月6日優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日發(fā)明者丁培道,張丁非,潘復(fù)生,王敬豐,珊高申請(qǐng)人:重慶大學(xué)