專利名稱：一種結(jié)合電流處理的鎂合金熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎂合金熱處理方法，屬于鎂合金熱處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的固溶強(qiáng)化和時(shí)效處理的工藝方法能改善鑄造合金的性能。鎂合金經(jīng)過(guò)固溶淬火后如果不進(jìn)行時(shí)效，可以同時(shí)提高其抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。但由于鎂合金中合金元素的原子擴(kuò)散較慢，因而需要較長(zhǎng)的加熱時(shí)間以保證強(qiáng)化相充分溶解。鎂合金在固溶處理后如果接著進(jìn)行人工時(shí)效，雖然會(huì)降低其部分塑性，但可以提高其屈服強(qiáng)度，但加熱時(shí)間長(zhǎng)同樣是該過(guò)程存在的問(wèn)題。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用這些工藝時(shí)，生產(chǎn)效率必然會(huì)受到這些因素的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)合電流處理的鎂合金熱處理方法，該方法可以縮短固溶強(qiáng)化或人工時(shí)效的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，減少鎂合金因長(zhǎng)期處在高溫下時(shí)的氧化量；提高鎂合金的性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種結(jié)合電流處理的鎂合金熱處理方法，其特征在于傳統(tǒng)的鎂合金熱處理過(guò)程中，采用下述四種方法之一對(duì)鎂合金施加電流1)固溶淬火后不進(jìn)行時(shí)效，在固溶過(guò)程中施加電流，采用的電流密度為2～20A/cm2；2)固溶淬火后進(jìn)行時(shí)效，固溶過(guò)程中施加電流，采用的電流密度為2～20A/cm2；3)固溶淬火后進(jìn)行時(shí)效，時(shí)效過(guò)程中施加電流，采用的電流密度為2～100A/cm2；4)固溶淬火后進(jìn)行時(shí)效，固溶過(guò)程和時(shí)效過(guò)程中均施加電流，固溶過(guò)程中采用的電流密度變化范圍為2～20A/cm2，時(shí)效過(guò)程中采用的電流密度變化范圍為2～100A/cm2。
所述的鎂合金制成圓棒，圓棒兩端采用導(dǎo)電、耐氧化的夾具接入可調(diào)電流源的兩電極。
所述的鎂合金上覆蓋硫鐵礦。
這種結(jié)合電流處理的鎂合金熱處理方法的工作原理是鎂合金在固溶強(qiáng)化或人工時(shí)效過(guò)程中，鎂合金處于熱處理制度規(guī)定的某一溫度附近，這時(shí)讓2～20A/cm2(時(shí)效過(guò)程中施加2～100A/cm2)的直流電流通過(guò)鎂合金；鎂合金中不同的相的電導(dǎo)率不同，另外，鎂合金中存在著含有不同程度偏析的微區(qū)，它們的導(dǎo)電能力也是不同的；這樣，當(dāng)電流流經(jīng)鎂合金時(shí)，在不同的微區(qū)將產(chǎn)生不同的熱效應(yīng)，因電流大小合適，鎂合金整體的溫度仍處于原來(lái)的設(shè)定值附近，產(chǎn)生的熱量只對(duì)微區(qū)的溫度產(chǎn)生微小的擾動(dòng)，有利于固溶強(qiáng)化時(shí)合金元素的擴(kuò)散或人工時(shí)效時(shí)強(qiáng)化相的析出。因而與傳統(tǒng)工藝相比，本發(fā)明的方法可以縮短加熱所用時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，減少鎂合金因長(zhǎng)期處在高溫下時(shí)的氧化量。同時(shí)，在外場(chǎng)的作用下，鎂合金中相的分布和微觀結(jié)構(gòu)也發(fā)生了改變，鎂合金的性能比使用傳統(tǒng)工藝時(shí)更優(yōu)。
本發(fā)明方法實(shí)施過(guò)程中，在不使鎂合金過(guò)燒的條件下，電流可以在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。因?yàn)殒V合金整體電阻率很小，通電時(shí)消耗的電功率小，選擇低壓、大電流、小功率的可調(diào)電流源即可，這樣設(shè)備投資小，又節(jié)約了能源。通電電流大小可根據(jù)對(duì)材料性能和加熱時(shí)間的要求合理調(diào)節(jié)，這樣可以做到同時(shí)兼顧效率要求與質(zhì)量要求兩個(gè)方面。


圖1為本發(fā)明方法實(shí)施時(shí)的裝置示意圖。
圖中1-坩堝電阻爐，2-耐火磚，3-鎂合金，4-可調(diào)電流源。
具體實(shí)施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
以對(duì)鎂合金AZ91D進(jìn)行熱處理為例用無(wú)鎳鋼坩堝配制AZ91D合金，其合金成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Al(8.90)；Zn(0.637)；Mn(0.2085)；Be(0.0010)；Si(0.022)；Fe(0.0024)；Cu(0.0014)；Ni(0.0008)；Mg(其余)。用球墨鑄鐵金屬型進(jìn)行澆注，制得若干根φ10mm×120mm的圓棒。因?yàn)閳A棒的橫截面是一致的，所以保證了截面上電流密度在宏觀上的一致性。本發(fā)明方法實(shí)施時(shí)的裝置如圖1所示，圓棒兩端采用導(dǎo)電性能良好的耐氧化的夾具接入可調(diào)電流源4的兩電極，將圓棒(鎂合金3)置入位于坩堝電阻爐1內(nèi)的耐火磚2上，通電流時(shí)，保證整個(gè)熱處理過(guò)程的順利進(jìn)行。本次熱處理制度基于傳統(tǒng)的熱處理制度T6(固溶過(guò)程中采用420℃×16h，時(shí)效過(guò)程采用200℃×8h)，通電流時(shí)采用四種不同的具體工藝之一，其對(duì)應(yīng)的工藝和處理結(jié)果如下一、固溶淬火后不進(jìn)行時(shí)效，在固溶過(guò)程中施加電流，采用的電流密度變化范圍為2～20A/cm2(電流密度的上下限以及其區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明)；和不加電流的傳統(tǒng)工藝相比，在縮短加熱時(shí)間3～8h的情況下，處理后的合金抗拉強(qiáng)度提高3.5～18.9％，拉伸率提高5.3～21％，氧化消耗量減少18.5～41.2％。二、固溶淬火后進(jìn)行時(shí)效，固溶過(guò)程中施加電流，采用的電流密度變化范圍為2～20A/cm2(電流密度的上下限以及其區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明)；和不加電流的傳統(tǒng)工藝相比，在縮短固溶加熱時(shí)間3～8h的情況下，處理后的合金抗拉強(qiáng)度提高8.9～23％，拉伸率提高9.3～31.2％，氧化消耗量減少10.3～32.6％。三、固溶淬火后進(jìn)行時(shí)效，時(shí)效過(guò)程中施加電流，采用的電流密度變化范圍為2～100A/cm2(電流密度的上下限以及其區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明)；和不加電流的傳統(tǒng)工藝相比，在縮短時(shí)效加熱時(shí)間1～3.5h的情況下，處理后的合金抗拉強(qiáng)度提高5.1～12.3％，拉伸率提高6.4～15.6％，氧化消耗量減少5.2～11.2％。四、固溶淬火后進(jìn)行時(shí)效，固溶過(guò)程和時(shí)效過(guò)程中均施加電流，固溶過(guò)程中采用的電流密度變化范圍為2～20A/cm2(電流密度的上下限以及其區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明)，時(shí)效過(guò)程中采用的電流密度變化范圍為2～100A/cm2(電流密度的上下限以及其區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明)；和不加電流的傳統(tǒng)工藝相比，在同時(shí)縮短固溶加熱時(shí)間2～7h和時(shí)效加熱時(shí)間1.5～3h的情況下，處理后的合金抗拉強(qiáng)度提高16.4～31.4％，拉伸率提高14.5～35.2％，氧化消耗量減少7.8～17.5％。
在鎂合金處理的過(guò)程中，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆姥趸胧?，本?shí)驗(yàn)中采用在鎂合金上覆蓋硫鐵礦(FeS)的方法。具體工藝種類的選擇、電流的大小與加熱時(shí)間的選擇應(yīng)該根據(jù)效率和質(zhì)量?jī)蓚€(gè)要求來(lái)綜合考慮，提高效率可以通過(guò)適當(dāng)加大電流，改善質(zhì)量則采用相對(duì)長(zhǎng)些的通電加熱時(shí)間，長(zhǎng)時(shí)間加熱時(shí)宜采用相對(duì)較小的電流以防止局部產(chǎn)生熱量積累而影響性能。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)合電流處理的鎂合金熱處理方法，其特征在于傳統(tǒng)的鎂合金熱處理過(guò)程中，采用下述四種方法之一對(duì)鎂合金施加電流1)固溶淬火后不進(jìn)行時(shí)效，在固溶過(guò)程中施加電流，采用的電流密度為2～20A/cm2；2)固溶淬火后進(jìn)行時(shí)效，固溶過(guò)程中施加電流，采用的電流密度為2～20A/cm2；3)固溶淬火后進(jìn)行時(shí)效，時(shí)效過(guò)程中施加電流，采用的電流密度為2～100A/cm2；4)固溶淬火后進(jìn)行時(shí)效，固溶過(guò)程和時(shí)效過(guò)程中均施加電流，固溶過(guò)程中采用的電流密度變化范圍為2～20A/cm2，時(shí)效過(guò)程中采用的電流密度變化范圍為2～100A/cm2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)合電流處理的鎂合金熱處理方法，其特征在于所述的鎂合金制成圓棒，圓棒兩端采用導(dǎo)電、耐氧化的夾具接入可調(diào)電流源的兩電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)合電流處理的鎂合金熱處理方法，其特征在于所述的鎂合金上覆蓋硫鐵礦。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎂合金熱處理方法。一種結(jié)合電流處理的鎂合金熱處理方法，其特征在于傳統(tǒng)的鎂合金熱處理過(guò)程中，采用下述四種方法之一對(duì)鎂合金施加電流1)固溶淬火后不進(jìn)行時(shí)效，在固溶過(guò)程中施加電流，采用的電流密度為2～20A/cm
文檔編號(hào)C22F1/06GK1974833SQ200610125518
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者華林, 李繼高, 金亞旭 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)