一種適用于鎂合金鑄錠的均勻化處理及后續(xù)加工的方法
【專利摘要】一種適用于鎂合金鑄錠的均勻化處理及后續(xù)加工的方法，包括：（1）對(duì)該鎂合金的成份和低熔點(diǎn)相數(shù)量分析；（2）根據(jù)低熔點(diǎn)相的數(shù)量進(jìn)行如下步驟：低于低熔點(diǎn)相變起始熔化溫度10~20℃進(jìn)行預(yù)熱；對(duì)合金進(jìn)行包括鍛造、擠壓及軋制在內(nèi)的一種或任意兩種組合的變形；對(duì)變形后合金進(jìn)行長時(shí)均勻化；（3）合金的后續(xù)處理包括：直接時(shí)效；繼續(xù)變形并進(jìn)行時(shí)效；升溫至下一個(gè)低熔點(diǎn)相變點(diǎn)起始溫度一下10~20℃，進(jìn)行變形，然后進(jìn)行均勻化，如此往復(fù)直至完全消除低熔點(diǎn)相，在最后完成均勻化后不降溫直接變形并時(shí)效。
【專利說明】一種適用于鎂合金鑄錠的均勻化處理及后續(xù)加工的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于鎂合金的均勻化處理及后續(xù)加工的方法，屬于工業(yè)用鎂合金的范疇。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂合金由于其具有高比強(qiáng)度，比剛度，電磁屏蔽性等特點(diǎn)，越來越多地應(yīng)用于航空航天等相關(guān)領(lǐng)域。時(shí)效強(qiáng)化，作為鎂合金最重要的強(qiáng)化方式之一，是目前國內(nèi)外研究熱點(diǎn)及難點(diǎn)，而作為普通熔煉鑄造的鎂合金往往存在大量的未分解共晶組織，形成較為嚴(yán)重的比重偏析，特別是對(duì)高合金元素含量的鎂合金，這限制及降低了合金后續(xù)的時(shí)效強(qiáng)化效果，因此為了能提高合金析出強(qiáng)化效率，往往對(duì)其進(jìn)行均勻化處理，消除或減少局部偏析。
[0003]鎂合金均勻化處理在材料制備過程中是十分重要的環(huán)節(jié)，這其中涉及到了合金元素?cái)U(kuò)散、組織演變、相轉(zhuǎn)變及分解等過程，目前關(guān)于鎂合金均勻化的研究仍處于初始階段，一方面是因?yàn)殒V合金真正得到應(yīng)用的年限較短，沒有自己獨(dú)立的均勻化理論，另外鎂合金變形較為困難，作為其之前的重要步驟，鎂合金均勻化理論的發(fā)展動(dòng)力不足。不過，目前對(duì)大型鎂合金變形結(jié)構(gòu)件需求大增，需要對(duì)均勻化工藝加緊完善。
[0004]合金的均勻化過程一般僅考慮到溫度及時(shí)間對(duì)均勻化效果的影響，忽略了晶粒尺寸對(duì)溶質(zhì)原子擴(kuò)散的影響。研究表明，晶粒尺寸越小，元素?cái)U(kuò)散距離越小，均勻化時(shí)間相對(duì)越短，因此，良好的組織決定了合金的均勻化效果，最終影響合金的變形能力。控制合金晶粒尺寸的方式有很多，如在稀土鎂合金中經(jīng)常加入Zr元素，由于具有和Mg相近的晶體結(jié)構(gòu)及晶格常數(shù)，可以作為異質(zhì)核心細(xì)化鎂合金晶粒，被認(rèn)為是最為有效的細(xì)化鎂合金組織的細(xì)化劑，另外，還比如加入堿土元素和稀土元素，細(xì)化鎂合金晶粒，不過，這些外來添加合金元素的方法存在著如下缺點(diǎn)`:第一，元素添加方式不當(dāng)，容易發(fā)生偏聚或燒損，收得率降低，影響合金后續(xù)變形；第二，貴重元素的添加，合金成本提高。另外，在合金凝固過程中，適當(dāng)添加外場，達(dá)到細(xì)化合金組織的目的也是目前應(yīng)用較為廣泛的，如超聲場，電磁場，脈沖場等等，利用相關(guān)的作用原理促進(jìn)大晶粒的破碎，小晶粒的游離，不過，這些方式存在以下缺點(diǎn):第一，設(shè)備成本比較高，在鎂合金中應(yīng)用的工藝成熟度不大；第二，作用范圍很有限且容易存在不均勻的可能，物理場的范圍受到設(shè)備功率的限制。
[0005]鎂合金具有HCP結(jié)構(gòu)，經(jīng)過熱塑性變形后會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，或者在高溫條件下發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶，晶粒尺寸明顯減小，同時(shí)經(jīng)過變形后合金內(nèi)部存在著一定量的位錯(cuò)，晶界及位錯(cuò)等缺陷的同時(shí)存在有利于溶質(zhì)原子的擴(kuò)散。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是利用鎂合金易于發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶及靜態(tài)再結(jié)晶的特點(diǎn)，并與合金溶質(zhì)原子擴(kuò)散相結(jié)合，旨在借助相關(guān)外界手段，實(shí)現(xiàn)均勻化，提出一種高效的均勻化及后續(xù)加工方法。特別是針對(duì)元素含量較高的鎂合金，為變形鎂合金工業(yè)化生產(chǎn)提供必要的技術(shù)支持。[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明的具體內(nèi)容如下:
[0009]一種適用于鎂合金鑄錠的均勻化處理及后續(xù)加工的方法，該方法包括下述步驟:
[0010](I)、首先，對(duì)該鎂合金的成份和低熔點(diǎn)相數(shù)量進(jìn)行分析，測試的方法可用ICP-AES及DSC等相關(guān)設(shè)備，利用DSC設(shè)備時(shí)，升溫速度為15±2°C /min,保護(hù)氣氛為氬氣，升溫最高溫度為600 ±5°C ；
[0011](2)、若合金僅含有I個(gè)低熔點(diǎn)相時(shí)，進(jìn)行如下如下處理:
[0012]I)對(duì)鎂合金鑄錠進(jìn)行預(yù)熱，加熱溫度為低熔點(diǎn)相變點(diǎn)以下1(T20°C，保溫(T30min，且保溫時(shí)間古0，加熱的方式為感應(yīng)加熱、利用鑄造后余溫加熱、依靠鑄錠本身電阻進(jìn)行通電加熱或隨爐升溫加熱。
[0013]2)對(duì)該鎂合金鑄錠進(jìn)行塑性變形，將預(yù)熱后的鎂合金鑄錠進(jìn)行變形加工，其中，在保證變形不開裂的前提下總變形量控制在20-30體積％以內(nèi)，塑性變形方法包括有擠壓，鍛造，軋制中的一種或兩種任意組合。
[0014]3)將變形后的鎂合金不經(jīng)冷卻直接放入均勻化爐中進(jìn)行均勻化處理，均勻化爐中的溫度等于或高于鎂合 金鑄錠預(yù)熱的溫度，但必須低于低熔點(diǎn)相起始相變溫度，保溫時(shí)間為8~50h ；
[0015]4)后續(xù)處理分為以下兩種:
[0016]a、將均勻化處理完成的鎂合金不經(jīng)冷卻直接進(jìn)行塑性變形，達(dá)到最終零件尺寸后立即水冷，然后進(jìn)行時(shí)效(T5)處理；
[0017]或是，b、將均勻化后的合金直接用水冷卻，然后對(duì)鎂合金進(jìn)行時(shí)效(T6)處理。
[0018](3)若合金含有兩個(gè)及兩個(gè)以上低熔點(diǎn)相時(shí)，進(jìn)行如下處理:
[0019]I)、對(duì)鎂合金鑄錠進(jìn)行預(yù)熱，加熱溫度為最低的低熔點(diǎn)相變點(diǎn)以下1(T20°C，保溫(T30min，且保溫時(shí)間古O。加熱的方式為感應(yīng)加熱、利用鑄造后余溫加熱、依靠鑄錠本身電阻進(jìn)行通電加熱或隨爐升溫加熱；
[0020]2)、對(duì)該鎂合金鑄錠進(jìn)行塑性變形，將預(yù)熱后的鎂合金鑄錠進(jìn)行變形加工，其中，在保證變形不開裂的前提下總變形量控制在20-30體積％以內(nèi)，塑性變形方法包括有擠壓，鍛造，軋制中的一種或兩種任意組合；
[0021]3)、對(duì)該鎂合金進(jìn)行均勻化處理，將變形后的鎂合金不經(jīng)冷卻直接放入均勻化爐中進(jìn)行均勻化處理，均勻化爐中的溫度等于或高于鎂合金鑄錠預(yù)熱的溫度，但必須低于低熔點(diǎn)相起始相變溫度，保溫時(shí)間為2-24h ；
[0022]4)、將經(jīng)過第一次均勻化處理后的鎂合金加熱，加熱溫度高于第一個(gè)低熔點(diǎn)相相變點(diǎn)溫度，低于第二個(gè)低熔點(diǎn)相的相變點(diǎn)以下1(T20°C，保溫(T30min，且保溫時(shí)間古0，加熱的方式為感應(yīng)加熱、利用鑄造后余溫加熱或依靠鑄錠本身電阻進(jìn)行通電加熱；
[0023]5)、對(duì)經(jīng)過第二次預(yù)熱的鎂合金進(jìn)行第二次塑性變形，在保證變形不開裂的前提下總變形量控制在20-30體積％以內(nèi)，塑性變形方法包括有擠壓，鍛造，軋制中的一種或兩種任意組合。；
[0024]6)、對(duì)第二次進(jìn)行塑性變形的鎂合金進(jìn)行均勻化處理，將第二次進(jìn)行塑性變形的鎂合金不經(jīng)冷卻直接放入均勻化爐中進(jìn)行均勻化處理，均勻化爐中的溫度等于或高于第二次對(duì)鎂合金預(yù)熱溫度，但必須低于第二個(gè)低熔點(diǎn)相起始相變溫度，保溫時(shí)間為2-24h ；[0025]7)、以此類推，直至對(duì)該鎂合金的所有的低熔點(diǎn)相變點(diǎn)進(jìn)行預(yù)熱、塑性變形和均勻化處理全部完成為止，全部均勻化時(shí)間不超過60h ；
[0026]8)后續(xù)處理分為以下兩種:
[0027]a、將均勻化處理完成的鎂合金不經(jīng)冷卻直接進(jìn)行塑性變形，達(dá)到最終零件尺寸后立即水冷，然后進(jìn)行時(shí)效(T5)處理；
[0028]或是，b、將均勻化后的合金直接用水冷卻，然后對(duì)鎂合金進(jìn)行時(shí)效(T6)處理。
[0029]在(2)中的4)后續(xù)處理分為兩種情況下，以及在(3)中的8)后續(xù)處理分為兩種情況下。對(duì)于上述的后續(xù)處理情況下，在對(duì)鎂合金性能要求很高情況下，即成品鎂合金的斷裂強(qiáng)度在250Mpa以上時(shí)，在(2)中的4)后續(xù)處理及在(3)中的8)后續(xù)處理分別選用a，即將均勻化處理完成的鎂合金不經(jīng)冷卻直接進(jìn)行塑性變形，達(dá)到最終零件尺寸后立即水冷，然后進(jìn)行時(shí)效(T5)處理；在對(duì)鎂合金性能要求不是很高情況下，即成品鎂合金的斷裂強(qiáng)度在250Mpa以下時(shí)，在(2)中的4)后續(xù)處理及在(3)中的8)后續(xù)處理分別選用b，即將均勻化后的合金直接用水冷卻，然后對(duì)鎂合金進(jìn)行時(shí)效(T6 )處理。
[0030]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0031](I)將擴(kuò)散與晶粒尺寸有機(jī)結(jié)合起來。經(jīng)過塑性變形后，鎂合金發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，或在后續(xù)的加熱過程中發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶，晶粒尺寸明顯減少，為溶質(zhì)原子擴(kuò)散提供了位錯(cuò)及晶界等擴(kuò)散通道，加速了均勻化過程。
[0032](2)均勻化后直接時(shí)效的合金，即最初使用狀態(tài)為直接鑄造的合金，經(jīng)過很小變的形量，可以消除合金中的鑄造缺陷，如空洞及縮松，提高了這類合金的性能，有效降低發(fā)生失效的概率。
[0033](3)對(duì)合金元素含量較高的鑄錠，該發(fā)明可以有效提高溶質(zhì)原子的回溶，在隨后的時(shí)效過程中使溶質(zhì)原子充分起到強(qiáng)化合`金的作用，提高合金的綜合力學(xué)性能。同時(shí)，經(jīng)過變形的合金，在后續(xù)變形過程中，其變形能力將較初始鑄錠有明顯提高，同時(shí)由于溶質(zhì)原子的擴(kuò)散充分，使得合金由偏析引起的變形殘余應(yīng)力大幅下降，對(duì)變形鎂合金的制備起到積極作用。
【具體實(shí)施方式】
[0034]實(shí)施例1:800Kg Mg-7Gd-5Y-l.0Ce-0.3Zr鎂合金均勻化及后續(xù)加工方法。
[0035]小樣品得到合金只有一個(gè)低熔點(diǎn)相變點(diǎn)，為545°C。將熔煉后的鑄錠隨爐升溫加熱至535°C ±5°C，保溫30min;在鍛壓機(jī)上三向鍛造，鍛造總變形量控制在30體積％以內(nèi)；將鍛造后的錠坯再次放入均勻化熱處理爐中，進(jìn)行保溫，時(shí)間總長為16~20h ;然后出爐，繼續(xù)進(jìn)行鍛造，鍛造后溫度不低于480°C，隨后擠壓成棒材，最后水冷；將棒材在220°C ~250°C下人工時(shí)效8~20h。
[0036]本發(fā)明方法，使得合金的變形能力顯著提高，同時(shí)大大縮短了均勻化時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，降低了制備成本。
[0037]實(shí)施例2:800KgMg-8Gd-3Y-0.2Ca-0.6Zr鎂合金均勻化及后續(xù)加工方法。
[0038]小樣品得到合金只有一個(gè)低熔點(diǎn)相變點(diǎn)，為540°C。合金熔煉后，冷卻凝固，當(dāng)表面溫度降到525°C時(shí)取出；在擠壓機(jī)上進(jìn)行擠壓，控制總變形量在30體積％以內(nèi)；將擠壓后的合金放入均勻化熱處理爐中進(jìn)行保溫，溫度設(shè)定為525°C ±5°C，保溫時(shí)間為16~24h ;然后取出錠坯，不經(jīng)冷卻直接進(jìn)行擠壓，擠壓為20，擠壓后的合金直接水冷；進(jìn)行人工時(shí)效，時(shí)效制度為220°C~250°C下時(shí)效8~20h。
[0039]本發(fā)明方法，縮短了合金均勻化時(shí)間，同時(shí)提高了生產(chǎn)效率，較傳統(tǒng)均勻化方法有較大改善。
[0040]實(shí)施例3:40KgAZ80鎂合金均勻化及后續(xù)加工方法。
[0041]小樣品得到合金只有一個(gè)低熔點(diǎn)相變點(diǎn)，為420°C。利用AZ80自身電阻進(jìn)行加熱，通電后AZ80相當(dāng)于用電器，當(dāng)控溫系統(tǒng)顯示AZ80坯料溫度為415 °C ±5°C時(shí)，保溫l(T30min ;對(duì)AZ80合金進(jìn)行軋制，控制變形量在20體積％左右；將坯料放回均勻化熱處理爐中，進(jìn)行均勻化熱處理，溫度在415°C ±5°C左右，保溫時(shí)間為16~24h ;將材料取出，進(jìn)行三向鍛造，控制鍛造溫度在350°C以上，然后進(jìn)行二次擠壓，擠壓后的材料直接水冷；進(jìn)行人工時(shí)效，時(shí)效制度為140°C~200°C下時(shí)效8~20h。
[0042]本發(fā)明方法，對(duì)促進(jìn)P-Mg17Al12相的回溶有十分重要的作用，經(jīng)過該方法得到的AZ80鎂合金，性能較傳統(tǒng)方法得到的合金性能顯著提高。
[0043]實(shí)施例4:400KgZK60鎂合金均勻化及后續(xù)加工方法
[0044]小樣品得到合金有三個(gè)低熔點(diǎn)相變點(diǎn)，分別為330°C，380°C及415°C。利用中頻感應(yīng)加熱的方法，對(duì)ZK60合金進(jìn)行加熱，當(dāng)控溫系統(tǒng)顯示溫度達(dá)到315°C ±5°C時(shí)，保溫l(T30min ;對(duì)ZK60合金進(jìn)行三向鍛造變形，然后不經(jīng)冷卻直接擠壓，控制總變形量在30體積％以內(nèi)；將坯料放入均勻化熱處理爐中，進(jìn)行均勻化熱處理，溫度在320°C 土 10°C左右，保溫4tT8h，均勻化過程中用硫磺保護(hù)；拿出后再進(jìn)行三向鍛造，控制總變形量在20體積%~30體積％左右，然后再放入均勻化爐中，溫度控制在365°C ±5°C，保溫4tT8h，第三次拿出，進(jìn)行三向鍛造，然后第三次放入`爐中，溫度控制在400°C ±5°〇，保溫保溫411^1;將經(jīng)過均勻化處理的合金不經(jīng)冷卻，直接在擠壓機(jī)上進(jìn)行擠壓成棒材，擠壓比為20-30，然后水冷；將棒材在150°C~200°C下時(shí)效10h~24h。
[0045]本發(fā)明的實(shí)施，使T5-ZK60合金的塑性提高至25體積％，同時(shí)合金的時(shí)效硬化效果顯著提高，斷裂強(qiáng)度達(dá)到390MPa~420MPa。
[0046]實(shí)施例5300KgWE91合金均勻化處理及后續(xù)加工方法
[0047]小樣品得到合金只有一個(gè)低熔點(diǎn)相變點(diǎn)，為544.5°C。將WE91合金隨爐升溫至530°C，保溫30min，然后取出鍛造，并進(jìn)行擠壓，兩種變形過程中不進(jìn)行二次加熱，控制總變形量20體積%~30體積％，然后再次放入均勻化熱處理爐子中，進(jìn)行均勻化熱處理；均勻化溫度控制在530°C，保溫20tT30h ;取出后直接進(jìn)行擠壓成板材，然后直接水冷；將水冷后的合金直接進(jìn)行人工時(shí)效，在180°C~250°C下時(shí)效10tT24h。
[0048]本發(fā)明的實(shí)施，可以有效提高WE91合金中的第二相分布均勻性，合金具有明顯的時(shí)效硬化特性，合金最終強(qiáng)度達(dá)到450MPa~500MPa，變形后的殘余應(yīng)力顯著下降。
[0049]實(shí)施例6200Kg AZ91合金均勻化處理及后續(xù)加工方法
[0050]小樣品得到合金只有一個(gè)低熔點(diǎn)相變點(diǎn)，為420°C。將熔煉獲得的AZ91合金降溫至405°C ±5°C，穩(wěn)定30min，然后取出；在鍛壓機(jī)上進(jìn)行三向鍛造，控制總變形量在20體積％以內(nèi)；將經(jīng)過鍛造的合金放入均勻化熱處理爐中，405°C ±5°C，保溫8tT20h ;然后取出，直接進(jìn)行水冷；水冷后的合金在180°C~250°C下時(shí)效10tT24h。
[0051]本發(fā)明的實(shí)施，使得AZ91合金的綜合力學(xué)性能顯著提高，同時(shí)獲得了相當(dāng)顯著的塑性變形能力，另外，作為鑄造用鎂合金，AZ91合金中由孔洞及鑄造缺陷引起的失效概率下降了 90%。
[0052]實(shí)施例7600Kg ZM51合金均勻化處理及后續(xù)加工方法
[0053]小樣品得到合金有三個(gè)低熔點(diǎn)相變點(diǎn)，分別為332°C，377°C及443°C。利用鑄造余溫將ZM51合金進(jìn)行加熱，當(dāng)控溫系統(tǒng)顯示溫度達(dá)到320°C時(shí)，保溫l(T30min ;對(duì)ZM51合金進(jìn)行三向鍛造變形，然后不經(jīng)冷卻直接擠壓，控制總變形量在30%以內(nèi)；將坯料放入均勻化熱處理爐中，進(jìn)行均勻化熱處理，溫度在320°C，保溫4tT8h，均勻化過程中用硫磺保護(hù)；拿出后再進(jìn)行三向鍛造，控制總變形量在20體積%~30體積％左右，然后再放入均勻化爐中，溫度控制在365°C，保溫4tT8h，第三次拿出，進(jìn)行三向鍛造，然后第三次放入爐中，溫度控制在430°C，保溫保溫4tT8h ;將經(jīng)過均勻化處理的合金不經(jīng)冷卻，直接在擠壓機(jī)上進(jìn)行擠壓成棒材，擠壓比為20~30，然后水冷；將棒材在150°C~200°C下時(shí)效10tT24h。
[0054]本發(fā)明的實(shí)施，使T5-ZM51合金的塑性提高至25%，同時(shí)合金的時(shí)效硬化效果顯著提高，斷裂強(qiáng)度達(dá)到380MPa~400MPa。
[0055]實(shí)施例8200Kg WE54合金均勻化處理及后續(xù)加工方法
[0056]小樣品得到合金有兩個(gè)低熔點(diǎn)相變點(diǎn)，分別為460°C及515°C。將WE54合金利用自身電阻加熱至450°C，穩(wěn)定20min，然后取出；在鍛壓機(jī)上進(jìn)行三向鍛造，控制總變形量在20體積％以內(nèi)；將經(jīng)過鍛造的合金放入均勻化熱處理爐中，4500C，保溫8tT20h ;然后取出，然后再利用感應(yīng)加熱法將合金加熱至500°C，保溫30min，然后取出；經(jīng)鍛壓機(jī)上三向鍛造后直接水冷；水冷后的合金在180°C~250°C下時(shí)效10tT24h。
[0057]本發(fā)明的實(shí)施，使得WE54合金的綜合力學(xué)性能顯著提高，同時(shí)獲得了相當(dāng)顯著的塑性變形能力，另外，作為鑄造用鎂合金，WE54合金中由孔洞及鑄造缺陷引起的失效概率下降了 80%。
[0058]實(shí)施例9800KgAE61合金均勻`化處理及后續(xù)加工方法
[0059]小樣品得到合金只有一個(gè)低熔點(diǎn)相變點(diǎn)，為415°C。將AE61合金隨爐升溫至4000C ±5°C，保溫30min，然后取出鍛造，并進(jìn)行擠壓，兩種變形過程中不進(jìn)行二次加熱，控制總變形量20體積%~30體積％，然后再次放入均勻化熱處理爐子中，進(jìn)行均勻化熱處理；均勻化溫度控制在405°C ±5°C，保溫20tT30h ;取出后直接軋制成板材，然后水冷；將水冷后的合金直接進(jìn)行人工時(shí)效，在180°C~250°C下時(shí)效10tT24h。
[0060]本發(fā)明的實(shí)施，可以有效提高AE61合金中的Al-RE相分布均勻性，合金具有明顯的時(shí)效硬化特性，合金最終強(qiáng)度達(dá)到340MPa~380MPa，變形后的殘余應(yīng)力顯著下降。
[0061]實(shí)施例10500Kg QE22合金均勻化處理及后續(xù)加工方法
[0062]小樣品得到合金有三個(gè)低熔點(diǎn)相變點(diǎn)，分別為405°C、460°C及475°C。利用QE22合金自身電阻進(jìn)行加熱，通電后QE22相當(dāng)于用電器，當(dāng)控溫系統(tǒng)顯示坯料溫度為390°C ±5°C時(shí)，保溫IOlOmin ;對(duì)合金進(jìn)行擠壓，控制變形量在20體積％左右；將坯料放回均勻化熱處理爐中，進(jìn)行均勻化熱處理，溫度在390°C ±5°C左右，保溫時(shí)間為16~24h ;將材料取出，隨爐二次升溫至440°C，保溫20min，進(jìn)行三向鍛造，然后進(jìn)行二次擠壓；將擠壓后的坯料放入爐中，溫度控制在460°C，保溫時(shí)間為18h ;坯料取出后，進(jìn)行模鍛，鍛造后直接水冷。進(jìn)行人工時(shí)效，時(shí)效制度為140°C~200°C下時(shí)效8~20h。
[0063]本發(fā)明方法，對(duì)促進(jìn)QE22合金中多種相的回溶有十分重要的作用，經(jīng)過該方法得到的QE22 鎂合金，延伸率提高30%。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于鎂合金鑄錠的均勻化處理及后續(xù)加工的方法，其特征在于，該方法包括下述步驟: (1)、首先，對(duì)該鎂合金的成份和低熔點(diǎn)相數(shù)量進(jìn)行分析，測試的方法可用ICP-AES或DSC相關(guān)設(shè)備，利用DSC設(shè)備時(shí)，升溫速度為15±2°C /min，保護(hù)氣氛為氬氣，升溫最高溫度為 600±10°C ； (2)、若合金僅含有I個(gè)低熔點(diǎn)相時(shí)，進(jìn)行如下如下處理: 1)對(duì)鎂合金鑄錠進(jìn)行預(yù)熱，加熱溫度為低熔點(diǎn)相變點(diǎn)以下1(T20°C，保溫(T30min，且保溫時(shí)間關(guān)O, 2)將預(yù)熱后的鎂合金鑄錠進(jìn)行變形加工，其中，在保證變形不開裂的前提下總變形量控制在20~30體積％以內(nèi)； 3)將變形后的鎂合金不經(jīng)冷卻直接放入均勻化爐中進(jìn)行均勻化處理，均勻化爐中的溫度等于或高于鎂合金鑄錠預(yù)熱的溫度，但必須低于低熔點(diǎn)相起始相變溫度，保溫時(shí)間為8~50h ； 4)后續(xù)處理分為以下兩種: a、將均勻化處理完成的鎂合金不經(jīng)冷卻直接進(jìn)行塑性變形，達(dá)到最終零件尺寸后立即水冷，然后進(jìn)行時(shí)效(T5)處理； 或是，b、將均勻化后的合金直接用水冷卻，然后對(duì)鎂合金進(jìn)行時(shí)效(T6)處理； (3)若合金含有兩個(gè)及兩個(gè)以上低熔點(diǎn)相時(shí)，進(jìn)行如下處理: 1)、對(duì)鎂合金鑄錠進(jìn)行預(yù)熱，加熱溫度為最低的低熔點(diǎn)相變點(diǎn)以下1(T20°C，保溫0~30min,且保溫時(shí)間古O ； 2)、將預(yù)熱后的鎂合金鑄錠進(jìn)行變形加工，其中，在保證變形不開裂的前提下總變形量控制在20~30體積％以內(nèi)； 3)、將變形后的鎂合金不經(jīng)冷卻直接放入均勻化爐中進(jìn)行均勻化處理，均勻化爐中的溫度等于或高于鎂合金鑄錠預(yù)熱的溫度，但必須低于低熔點(diǎn)相起始相變溫度，保溫時(shí)間為2-24h ； 4)、將經(jīng)過第一次均勻化處理后的鎂合金加熱，加熱溫度高于第一個(gè)低熔點(diǎn)相相變點(diǎn)溫度，低于第二個(gè)低熔點(diǎn)相的相變點(diǎn)以下1(T20°C，保溫(T30min，且保溫時(shí)間古O ； 5)、對(duì)經(jīng)過第二次預(yù)熱的鎂合金進(jìn)行第二次塑性變形，在保證變形不開裂的前提下總變形量控制在20~30體積％以內(nèi)； 6)、將第二次進(jìn)行塑性變形的鎂合金不經(jīng)冷卻直接放入均勻化爐中進(jìn)行均勻化處理，均勻化爐中的溫度等于或高于第二次對(duì)鎂合金預(yù)熱溫度，但必須低于第二個(gè)低熔點(diǎn)相起始相變溫度，保溫時(shí)間為2-24h ； 7)、以此類推，直至對(duì)該鎂合金的所有的低熔點(diǎn)相變點(diǎn)進(jìn)行預(yù)熱、塑性變形和均勻化處理全部完成為止，全部均勻化時(shí)間不超過60h ； 8)后續(xù)處理分為以下兩種: a、將均勻化處理完成的鎂合金不經(jīng)冷卻直接進(jìn)行塑性變形，達(dá)到最終零件尺寸后立即水冷，然后進(jìn)行時(shí)效(T5)處理； 或是，b、將均勻化后的合金直接用水冷卻，然后對(duì)鎂合金進(jìn)行時(shí)效(T6)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于鎂合金鑄錠的均勻化處理及后續(xù)加工的方法，其特征在于，在所述的步驟(2)中I)的鎂合金鑄錠預(yù)熱中，加熱的方式為感應(yīng)加熱、利用鑄造后余溫加熱、依靠鑄錠本身電阻進(jìn)行通電加熱或隨爐升溫加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于鎂合金鑄錠的均勻化處理及后續(xù)加工的方法，其特征在于，在所述的步驟(3)中I)的鎂合金鑄錠預(yù)熱中，加熱的方式為感應(yīng)加熱、利用鑄造后余溫加熱、依靠鑄錠本身電阻進(jìn)行通電加熱或隨爐升溫加熱；步驟(3)中4)對(duì)鎂合金繼續(xù)進(jìn)行預(yù)熱以及在步驟(7)中需要對(duì)鎂合金繼續(xù)進(jìn)行預(yù)熱中，加熱方式為感應(yīng)加熱、隨爐升溫加熱或依靠鑄錠本身電阻進(jìn)行通電加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求所I述的適用于鎂合金鑄錠的均勻化處理及后續(xù)加工的方法，其特征在于，在所述的步驟(2)中2)的塑性變形中，所述的變形加工方式有擠壓，鍛造，軋制中的一種或兩種任意組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于鎂合金鑄錠的均勻化處理及后續(xù)加工的方法，其特征在于，在所述的步驟(3)中2)的塑性變形和6)的對(duì)第二次塑性變形以及在步驟7)中需要進(jìn)行塑性變形過程中，所進(jìn)行的變形加工方式有擠壓，鍛造，軋制中的一種或兩種任意組
【文檔編號(hào)】C22F1/06GK103805924SQ201210458167
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】馬鳴龍, 張奎, 李興剛, 李永軍, 石國梁, 袁家偉, 李婷, 廖洪彬 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院