CN105586553A - 一种镁合金阶梯降温多方向锻造工艺 - Google Patents

一种镁合金阶梯降温多方向锻造工艺 Download PDF

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谭昕洋
许锐
唐平洋
李育清
缪丘健
辜晓芸
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/06—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon

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Abstract

本发明公开了一种镁合金阶梯降温多方向锻造工艺，该工艺包括坯料选取，坯料预处理，坯料预热，胚料锻造，锻造温度控制，变形过程中，每道次变形温度比上一道次温度递减10-30℃，变形多次后回炉去应力加热后再进行锻造，对锻造完成后在不降低强度下低温回火，最后保鲜膜包装成成品。本发明解决了锻造对镁合金坯料要求高的问题；解决了AZ33m镁合金锻造容易开裂，成型困难的问题；解决了AZ33m镁合金锻造后屈服强度低的问题；解决了AZ33m镁合金锻造后性能各向异性的问题；提高了AZ33m镁合金锻件性能。

Description

一种镁合金阶梯降温多方向锻造工艺
技术领域
本发明属于镁合金制造技术领域，尤其涉及一种镁合金阶梯降温多方向锻造工艺。
背景技术
镁在地壳中的含量大约2％，是第八丰富的元素，第三丰富的金属元素，亦是宇宙中第九多元素。镁是所有结构用金属及合金材料中密度最低的,仅相当于铝(2.70/g·cm-3)的2/3,钢(7.86/g·cm-3)的1/4。
镁合金具有低密度，比强度高，阻尼性能优良，电磁屏蔽能力强，加工性能好，因此，受到航空航天、国防工业等领域的高度重视。我国镁合金研究较晚，目前还均处于起步阶段。由于镁的晶格结构为hcp(密排六方)，镁合金室温塑性变形能力差，室温下塑性成型困难强度低等缺点，限制了其应用范围。
锻造是提高镁合金力学性能的有效方法，锻造工艺可以细化镁合金的晶粒，同时提高镁合金的强度和塑性。但目前镁合金锻造存在的主要问题为：1.镁合金在低温下塑性差，锻造会使镁合金开裂；2.因为镁合金室温延伸率低，普通镁合金锻造工艺都在350-400度的高温下变形，高温使晶粒粗大，会导致屈服强度降低，影响镁合金产品的使用；3.普通锻造工艺完成后内部组织会形成织构，宏观力学性能上表现为各向异性，会影响产品的使用；4.还没有一套稳定成熟的锻造工艺适用于AZ33m镁合金方锭制备；5.随着现在镁合金市场需求在扩大，特别是高强高韧大尺寸镁合金锻材需求迫切。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镁合金阶梯降温多方向锻造工艺，旨在解决挤压或者轧制无法实现制备大尺寸高性能型材和镁合金锻造困难的问题；
本发明是这样实现的，一种镁合金阶梯降温多方向锻造工艺，该镁合金阶梯降温多方向锻造工艺包括以下步骤：
坯料选取：选取AZ33m铸造锭材；
坯料预处理：对铸锭表面进行铣面，去除氧化物，对对仍有少部***纹的使用抛光机局部打磨；
坯料预热：胚料放入加热炉，温度设置为(330～370℃)，坯料随炉加热；
胚料锻造：胚料按设置的X、Y、Z三个相互垂直方向依次交替锻造，每个方向锻造变形量为胚料此方向高度的25-50％(沿X、Y、Z三个相互垂直方向各锻造3次称为一个道次)，根据尺寸变形3-5个道次；
锻造温度控制：变形过程中，每道次变形胚料温度比上一道次温度递减10-30℃；
连续锻造2道次后，停止变形，在炉中保温15-30min(去除过大残余应力和组织内的空位)；
锻造完成后100-180℃低温回火。
所述选取AZ33m铸造锭材中铸造锭材或为圆锭或为方锭。
进一步，所述胚料按设置的X、Y、Z三个相互垂直方向锻造，依次锻造3次为一个道次，共变形3-5个道次，每各方向的锻造变形量在25％-50％之间。
进一步，所述变形过程中，每道次变形胚料温度比上一道次温度递减10-30℃。
本发明解决了AZ33m镁合金锻造容易开裂，成型困难的问题；解决了AZ33m镁合金锻造后屈服强度低的问题，经过规律性的梯度降温锻造，能大幅度提升屈服强度明显提升；解决了AZ33m镁合金锻造后性能各向异性的问题；提高了AZ33m镁合金锻件性能；目前还没有一套技术方案能达到本发明技术方案在锻造AZ33m镁合金铸锭的效果；型材性能优于铸造所得同等尺寸的镁合金铸锭；经过多向锻造过后各向性能明显提升且性能无各向异性的问题；经过规律性的梯度降温锻造，能大幅度提升屈服强度明显提升。
本发明适用于AZ33m镁合金坯料的预处理方式；适用于AZ33m镁合金的锻造工艺中温度控制方案；适用于AZ33m镁合金的交替变换锻造方向及锻造变形量的控制方案；适用于AZ33m镁合金锻造后低温回火方式。
附图说明
图1是本发明实施例的AZ33M镁合金阶梯降温多方向锻造工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实例一
坯料选取：选取AZ33m铸造圆锭材Ф240mm*350mm
坯料预处理：对铸锭表面进行铣面，去除氧化物，对对仍有少部***纹的使用抛光机局部打磨；
坯料预热：胚料放入加热炉，温度设置为350℃，坯料随炉加热；
胚料锻造：胚料按设置的X、Y、Z三个相互垂直方向依次交替锻造(沿X、Y、Z三个相互垂直方向各锻造3次称为一个道次)，
锻造4道次，第1道次锻造变形量为30％，完毕后降低炉温15℃；
第2道次锻造变形量为35％，完毕后降低炉温15℃，停止变形，保温20min；第3道次锻造变形量为40％，完毕后降低炉温30℃；第4道次锻造变形量为40％
锻造完成后140℃低温回火；
性能测试
按国标GB/T16865取样上诉实例的薄板材，测试力学性能结果如下：
本发明适用于AZ33m镁合金坯料的预处理方式；适用于AZ33m镁合金的锻造工艺中温度控制方案；适用于AZ33m镁合金的交替变换锻造方向及锻造变形量的控制方案；适用于AZ33m镁合金锻造后低温回火方式。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细描述。
S101：坯料选取：选取AZ33m铸造锭材，圆锭，方锭都可；
S102：坯料预处理：铸锭需对表面进行铣面，去掉氧化物，如还有少部***纹使用抛光机局部稍微打磨即可；
S103：坯料预热：胚料放入加热炉，温度设置为330～370℃，坯料随炉加热；
S104：胚料锻造：设胚料依次按X、Y、Z三个相互垂直的方向锻造，依次锻造3次称为一个道次，共变形3-5个道次。每道次变形量在25～50％之间；
S105：锻造温度控制：变形过程中，每道次变形温度较上一道次递减10～30℃；
S106：连续锻造2道次后，停止变形，在炉中保温15-30min；
S107：锻造完成后100-180℃低温回火。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种镁合金阶梯降温多方向锻造工艺，其特征在于，该镁合金阶梯降温多方向锻造工艺包括以下步骤：
坯料选取：选取铸造锭材；
坯料预处理：对铸锭表面进行铣面，去除氧化物，对对仍有少部***纹的使用抛光机局部打磨；
坯料预热：胚料放入加热炉，温度设置为330～370℃，坯料随炉加热；
胚料锻造：胚料按设置的X、Y、Z三个相互垂直方向依次交替锻造，每个方向锻造变形量为胚料此方向高度的25-50％，沿X、Y、Z三个相互垂直方向各锻造3次称为一个道次，根据尺寸变形3-5个道次；
锻造温度控制：变形过程中，每道次变形胚料温度比上一道次温度递减10-30℃；
连续锻造2道次后，停止变形，在炉中保温15-30min；
锻造完成后100-180℃低温回火。
2.如权利要求1所述的镁合金阶梯降温多方向锻造工艺，其特征在于，所述选取AZ33m铸造锭材中铸造锭材或为圆锭或为方锭。
3.如权利要求1所述的镁合金阶梯降温多方向锻造工艺，其特征在于，所述胚料按设置的X、Y、Z三个相互垂直方向锻造，依次锻造3次为一个道次，共变形3-5个道次，每各方向的锻造变形量在25％-50％之间。
4.如权利要求1所述的镁合金阶梯降温多方向锻造工艺，其特征在于，所述变形过程中，每道次变形胚料温度比上一道次温度递减10-30℃。
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