CN101892445A - 一种强力变形制备超高强镁合金棒材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超高强镁合金强力变形制备超高强镁合金棒材的方法。所述合金成分为(w％)：Gd：6-13％，Y：2-6％，Zr：0.3-0.8％，其余为Mg及不可去除的杂质元素。本发明具体步骤为：将镁合金半连续铸造坯料预变形成棒材，再利用强力变形方法制备出超高强镁合金。由于快速强力变形能使合金发生显著加工硬化，加工后再配合适当的等温时效，使合金抗拉强度＞600MPa，屈服强度＞540MPa，延伸率＞1％。从而可满***通运输工、通讯电子、航空航天等领域对高强度镁合金的需求，扩大镁合金的应用范围。

Description

一种强力变形制备超高强镁合金棒材的方法
技术领域
本发明涉及镁合金的变形领域，特别涉及一种强力变形制备超高强镁合金棒材的技术。
背景技术
镁合金是最轻的可用金属结构材料，具有低密度、高比强度、导热性好、减震能力强、易切削、可回收以及尺寸稳定等优点。在航空航天领域，飞行器质量每减轻1g，比功率可以提高约30％；而电器产品壳体和架体要具有良好的导热，减震及电磁屏蔽等特点；运输行业则由于节能减排也要求运输工具的重量降低；这表明镁合金成为21世界极具发展潜力的材料。但镁合金由于强度低，往往不能满足用户的需要，成为制约镁合金快速发展的瓶颈之一。
目前工程界将强度＞500MPa的镁合金称为超高强镁合金，日本学者利用粉末冶金方法制备出抗拉强度高达635MPa的超高强镁合金，但目前尚未有报道显示利用半连续铸造锭坯制备出强度＞500MPa的超高强镁合金。由于粉末冶金制品尺寸小，不能满足制备大型构件及结构多样化的要求，因此寻求一种制备出大规格超高强镁合金的新方法成为必然，探索并开发出一种制备超强镁合金的技术具有重大意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种强力变形制备超高强镁合金棒材的方法。先用大规格镁锭预变形成棒材，然后通过本专利所述强力变形方法制备出高强镁合金，并结合最终热处理工艺，使镁合金强度＞600MPa。
本发明高强镁合金由质量百分成分为：Gd：6-13％，Y：2-6％，Zr：0.3-0.8％，Cu≤0.001％，Ni≤0.001％，Fe≤0.015％，Si≤0.01％，Mn≤0.005％，杂质≤0.10％，其余为Mg及不可去除的杂质元素。
本发明强力变形方法，包括以下具体步骤：
a.将半连续铸造锭坯(直径为Φ97mm，长度大于5000mm)预变形成棒材(尺寸为Φ15-25mm，长度大于3000-5000mm)。
b.将预变形棒材在室温下强力快速压缩变形，锤头径向压缩速度每秒3次，轴向移动速度每分钟1500mm，电机功率15KW，变形后棒材温度小于100℃，强变形断面收缩率为13-37％；
c.强力变形后将棒材在180-220℃进行等温时效，时效时间20-100h，使合金抗拉强度＞600Mpa。
本发明所述强力变形方法为高速冷变形，合金加工硬化程度大，从而可获得强度≥460MPa的超高强合金棒材，强力变形后进行等温时效，合金抗拉强度达到540-615Mpa，延伸率＞1％。
附图说明：
图1为本发明强变形后断面收缩率为21.44％的棒材。
图2为本发明强变形后断面收缩率为36.73％的棒材。
本发明通过调节上述参数，做了大量对比实验。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。这些实施例是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明构思前提下对本发明工艺进行改进，都属于本发明的保护范围。
具体实施方式：
实施例1：
a.将半连续铸造锭坯(直径为Φ97mm，长度为5000mm)预变形成棒材(尺寸为Φ22mm。
b.将预变形棒材在室温下强力快速压缩变形，锤头径向压缩速度每秒3次，轴向移动速度每分钟1500mm，电机功率15KW，变形后棒材温度小于100℃，强变形断面收缩率为21.44％；
c.强力变形后将棒材在220℃进行等温时效，时效时间20h；
时效处理后根据GB/T228-2002进行力学性能测试，结果见表1，产品宏观照片见图1。
实施例2：
a.将半连续铸造锭坯(直径为Φ97mm，长度为5000mm)预变形成棒材(尺寸为Φ22mm)。
b.将预变形棒材在室温下强力快速压缩变形，锤头径向压缩速度每秒3次，轴向移动速度每分钟1500mm，电机功率15KW，变形后棒材温度小于100℃，强变形断面收缩率为36.73％；
c.强力变形后将棒材在180℃进行等温时效，时效时间100h；
时效处理后根据GB/T228-2002进行力学性能测试，结果见表1，产品宏观照片见图1。
表1强力变形镁合金室温抗拉力学性能
Figure BSA00000175393000031

Claims (1)

1.一种强力变形制备超高强镁合金棒材的方法，包括以下步骤：
a.将直径为Φ97-Φ210mm，长度大于5000mm的半连续铸造锭坯预变形成Φ15mm-Φ25mm，长度3000-5000mm棒材；
b.将预变形棒材在室温下强力快速压缩变形，锤头径向压缩速度每秒3次，轴向移动速度每分钟1500mm，电机功率15KW，变形后棒材温度小于100℃，强变形断面收缩率为13-37％；
c.强力变形后将棒材在180-220℃进行等温时效，时效时间20-100h。
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