CN112746210A - 一种多元微合金化镁合金及其制法和板材挤压成形工艺 - Google Patents

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Abstract

一种多元微合金化镁合金及其制法和板材挤压成形工艺，属于镁合金技术领域，本发明：一、提出一种新的多元微合金化镁合金；二、提出此新的多元微合金化镁合金的制备方法；三、提出一种新的热变形工艺。本发明通过添加多元微合金优化组织，利用固溶强化、时效强化、弥散强化等机制，改善镁合金的力学性能；使用超声处理，增加形核率，细化组织，多元微合金分散均匀；然后在此基础上进行热变形处理，采用多级固溶工艺，再进行挤压处理，改善合金的力学性能。通过本发明，该镁合金的抗拉强度为350‑370MPa，屈服强度为340‑350MPa，较铸造镁合金，屈服强度提高了210‑230MPa。

Description

一种多元微合金化镁合金及其制法和板材挤压成形工艺
技术领域
本发明属于镁合金技术领域，具体涉及的是一种多元微合金化镁合金及其制法和板材挤压成形工艺。
背景技术
镁合金是结构材料中密度最小的一种合金，具有比强度高、比刚度高，减震性能良好，抗电磁屏蔽性能佳、切削加工性能优异等特点，因此被广泛应用于汽车、航空航天、电子产品领域。尤其在汽车领域，采用镁合金材料既能减轻重量，也能节约能耗。
纯镁具有密排六方结构，对称性低，室温下滑移系少，因此塑性较差，力学性能差，很少直接作为结构材料使用。除此之外，铸造Mg-Zn合金中易产生缩松缩孔等缺陷，因此其力学性能差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，本发明提供一种多元微合金化镁合金及其制法和板材挤压成形工艺。
本发明的设计构思为：
首先，本发明提出通过合金化的方法，向其中加入合金元素，进行成分设计，优化组织，利用固溶强化、时效强化、弥散强化等机制，改善镁合金的力学性能，从而实现镁合金更广泛的应用。
目前，在众多的合金化体系中，Mg-Zn系合金是应用较为普遍的一种合金化体系。Zn元素的添加不仅可以带来固溶强化和时效强化的双重强化效果，此外还可以除去Fe、Ni等杂质，起到除杂净化熔体的作用。稀土元素具有净化合金熔液，改善合金铸造性能，细化和变质合金组织，提高铸造合金力学性能等作用，在548℃下Gd在镁中的固溶度为23.5%，但随温度的降低呈指数性下降，这对于析出强化来说是非常好的合金化元素；Y元素具有细化晶粒的作用；添加少量的Nd能细化晶粒，提高力学性能；少量的钙元素加入到镁合金中可细化镁合金的铸造组织，并提高力学性能。因此本发明通过在Mg-Zn系合金中添加多元微合金元素来改善镁合金的组织及力学性能。
其次，本发明通过挤压工艺来改善合金的力学性能，挤压是改善铸造镁合金组织与性能的一种有效的方式，因为挤压变形时材料受到强烈的三向压应力，可以显著地消除铸造缺陷，细化组织，有利于坯料塑性变形，因此挤压对镁合金组织与性能调控非常重要。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种多元微合金化镁合金，其中：所述多元微合金化镁合金中各元素组成及其质量百分比含量为：锌：5.12-6.23wt.%，钆：0.89-1.21 wt.%，钇：0.10-0.21wt.%，钕：0.10-0.13 wt.%，钙0.020-0.03 wt.%，其余为镁。
进一步地，所述多元微合金化镁合金为Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca。
一种多元微合金化镁合金的制备方法，包括以下步骤：
S1、原料选取：纯度为99.9%的镁块、纯度为99.9%的锌块、纯度为99.9%的钙块、镁钆中间合金、镁钇中间合金和镁钕中间合金；根据坩埚的尺寸切取镁块，将镁块在砂轮上打磨，去除镁块表面的氧化皮，使镁块表面光洁，留待后步使用；
S2、制备Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金：
S21、根据Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金中各元素的质量百分比含量称取镁块、锌块、镁钆中间合金、镁钇中间合金和镁钕中间合金，使需要制备的中间合金中各元素组成及其质量百分比含量为：锌：1.921-2.533wt.%，钆：9.132-10.672wt. %，钇：1.921-2.533wt.%，钕：0.971-1.323 wt.%，其余为镁；
S22、锌块和中间合金预热：
用铝箔包裹步骤S21中称取的锌块、镁钆中间合金、镁钇中间合金和镁钕中间合金，然后置于马弗炉中进行预热处理，预热温度为100-130℃，预热时间为60-90min，留待后步使用；
S23、Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金浇铸：
首先，清理熔炼使用的坩埚，将清理好的坩埚置于电阻炉中，设定电阻炉温度为350-450℃；其次，当电阻炉达到设定温度后，先在坩埚上均匀涂一层滑石粉溶液，待滑石粉溶液的挥发分完全蒸发后，再向滑石粉层的外表面均匀涂敷一层氧化锌溶液，待氧化锌溶液的挥发分完全蒸发后，升高电阻加热炉温至740-770℃；再次，放入步骤S21中称取的镁块，待镁块完全熔化时通入保护性气体，静置15-20min，并用扒渣勺将金属液体表面的浮渣撇掉；最后，将步骤S22预热好的锌块、镁钆中间合金、镁钇中间合金和镁钕中间合金放入镁液中，在740-770℃采用机械搅拌桨搅拌3-5分钟，搅拌速度为10-15r/s，并在该温度下保温5-10min，将合金液浇铸在预热150-250℃的模具中，制得Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金铸锭，留待后步使用；
S3、制备Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca多元微合金化镁合金：
S31、根据Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca镁合金中各元素的质量百分比含量称取锌块、钙块、打镁块和120-150g步骤S23中制备的Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金铸锭，使需要制备的高强韧镁合金中各元素组成及其质量百分比含量为：锌：5.12-6.23wt.%，钆：0.89-1.21 wt.%，钇：0.10-0.21wt.%，钕：0.10-0.13 wt.%，钙0.020-0.03 wt.%，其余为镁；
S32、将步骤S31称取的锌块、钙块、Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金用铝箔包裹放入加热炉中预热，预热温度为100-130℃，预热时间为90-110min；
S33、Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca多元微合金化镁合金浇铸
首先，清理熔炼使用的坩埚，将清理好的坩埚置于电阻炉中，设定电阻炉温度为350-450℃，当电阻炉达到设定温度后，先在坩埚上先均匀涂一层滑石粉溶液，待滑石粉溶液的挥发分完全蒸发后，再向滑石粉层的外表面均匀涂敷一层氧化锌溶液，待氧化锌溶液的挥发分完全蒸发后，升高电阻加热炉温至740-770℃；其次，放入步骤S31称取的镁块，待固体金属完全熔化为液相后通入保护性气体，静置15-20min；再次，将步骤S32预热好的钙块、锌块和Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金置于坩埚中；最后，待所加原料全部熔化后，采用超声处理装置对熔体进行超声处理，额定功率为2kw，输出功率为75-85%，频率为19-19.6KHz，时间为15-20min，再静置25-30min后浇铸，即得到Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca多元微合金化镁合金铸锭。
进一步地，所述镁钆中间合金为Mg-30Gd，镁钇中间合金为Mg-30Y，镁钕中间合金为Mg-30Nd。
进一步地，所述步骤S23和S33中，滑石粉溶液的配比为：滑石粉80g，水250ml，水玻璃20ml。
进一步地，所述步骤S23和S33中，氧化锌溶液的配比为：氧化锌45g，水250ml，水玻璃45ml。
进一步地，所述步骤S23和S33中，持续通入保护气体，保护气体为SF6和CO2混合气体，其中SF6的体积分数为5%-6%。
进一步地，所述扒渣勺、搅拌桨表面涂覆滑石粉和氧化锌。
进一步地，所述步骤S33中，在坩埚中加入预热好的锌块和钙后进行超声处理辅助熔化。其中，超声处理辅助熔化使用的超声装置预热温度为680±10℃。
一种多元微合金化镁合金板材挤压成形工艺，包括以下步骤：
A、固溶处理：首先，将多元微合金化镁合金铸锭置于热处理炉中进行固溶处理，加热温度为360℃，保温时间为2h；其次，将热处理炉的温度升至430℃，保温时间为2h；再次，将温度升至510℃，保温时间为9h；最后，取出固溶结束后的镁合金铸锭水冷，留待后步使用；
B、前处理：打磨步骤A固溶处理后镁合金铸锭的表面，然后预热镁合金铸锭，预热温度为260-280℃，同时将挤压模具预热至260-280℃；
C、挤压成形：将步骤B预热后的镁合金铸锭置于挤压模具中，镁合金铸锭挤压成形为棒材，挤压比为（15-17）：1，挤压温度为260-280℃，挤出速度为0.50-0.62m/min；挤压成形后空冷至室温，制得到高强韧镁合金棒材。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
本发明针对镁合金强度低、塑性差的情况，以镁、锌、钙、镁钆中间合金、镁钇中间合金、镁钕中间合金为原料，提供了一种高强韧的镁合金及其制备方法。通过添加合金元素以及热挤压变形工艺，制得的多元微合金化镁合金的抗拉强度为350-370MPa，屈服强度为340-350MPa，屈强比接近于1。具有高的屈服强度，较铸造镁合金，屈服强度提高了210-230MPa，延伸率可达8-11%，这主要归因于细晶强化、固溶强化、第二相强化的共同作用，实现了高强高韧镁合金的制备。
附图说明
图1为铸态、固溶态、挤压态Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca合金的应力-应变曲线图；
图2为挤压态Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca合金的显微组织形貌图；
图3为挤压态Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca合金的金相图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
一种多元微合金化镁合金，其中：多元微合金化镁合金中各元素组成及其质量百分比含量为：锌：5.12-6.23wt.%，钆：0.89-1.21 wt.%，钇：0.10-0.21wt.%，钕：0.10-0.13wt.%，钙0.020-0.03 wt.%，其余为镁。
进一步地，所述多元微合金化镁合金为Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca。
一种多元微合金化镁合金的制备方法，包括以下步骤：
S1、原料选取：纯度为99.9%的镁块、纯度为99.9%的锌块、纯度为99.9%的钙块、镁钆中间合金、镁钇中间合金和镁钕中间合金；根据坩埚的尺寸切取镁块，将镁块在砂轮上打磨，去除镁块表面的氧化皮，使镁块表面光洁，留待后步使用；
S2、制备Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金：
S21、根据Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金中各元素的质量百分比含量称取镁块、锌块、镁钆中间合金、镁钇中间合金和镁钕中间合金，使需要制备的中间合金中各元素组成及其质量百分比含量为：锌：1.921-2.533wt.%，钆：9.132-10.672wt. %，钇：1.921-2.533wt.%，钕：0.971-1.323 wt.%，其余为镁；
S22、锌块和中间合金预热：
用铝箔包裹步骤S21中称取的锌块、镁钆中间合金、镁钇中间合金和镁钕中间合金，然后置于马弗炉中进行预热处理，预热温度为100-130℃，预热时间为60-90min，留待后步使用；
S23、Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金浇铸：
首先，清理熔炼使用的坩埚，将清理好的坩埚置于电阻炉中，设定电阻炉温度为350-450℃；其次，当电阻炉达到设定温度后，先在坩埚上均匀涂一层滑石粉溶液，待滑石粉溶液的挥发分完全蒸发后，再向滑石粉层的外表面均匀涂敷一层氧化锌溶液，待氧化锌溶液的挥发分完全蒸发后，升高电阻加热炉温至740-770℃；再次，放入步骤S21中称取的镁块，待镁块完全熔化时通入保护性气体，静置15-20min，并用扒渣勺将金属液体表面的浮渣撇掉；最后，将步骤S22预热好的锌块、镁钆中间合金、镁钇中间合金和镁钕中间合金放入镁液中，在740-770℃采用机械搅拌桨搅拌3-5分钟，搅拌速度为10-15r/s，并在该温度下保温5-10min，将合金液浇铸在预热150-250℃的模具中，制得Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金铸锭，留待后步使用；
S3、制备Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca多元微合金化镁合金：
S31、根据Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca镁合金中各元素的质量百分比含量称取锌块、钙块、打镁块和120-150g步骤S23中制备的Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金铸锭，使需要制备的高强韧镁合金中各元素组成及其质量百分比含量为：锌：5.12-6.23wt.%，钆：0.89-1.21 wt.%，钇：0.10-0.21wt.%，钕：0.10-0.13 wt.%，钙0.020-0.03 wt.%，其余为镁；
S32、将步骤S31称取的锌块、钙块、Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金用铝箔包裹放入加热炉中预热，预热温度为100-130℃，预热时间为90-110min；
S33、Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca多元微合金化镁合金浇铸
首先，清理熔炼使用的坩埚，将清理好的坩埚置于电阻炉中，设定电阻炉温度为350-450℃，当电阻炉达到设定温度后，先在坩埚上先均匀涂一层滑石粉溶液，待滑石粉溶液的挥发分完全蒸发后，再向滑石粉层的外表面均匀涂敷一层氧化锌溶液，待氧化锌溶液的挥发分完全蒸发后，升高电阻加热炉温至740-770℃；其次，放入步骤S31称取的镁块，待固体金属完全熔化为液相后通入保护性气体，静置15-20min；再次，将步骤S32预热好的钙块、锌块和Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金置于坩埚中；最后，待所加原料全部熔化后，采用超声处理装置对熔体进行超声处理，额定功率为2kw，输出功率为75-85%，频率为19-19.6KHz，时间为15-20min，再静置25-30min后浇铸，即得到Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca多元微合金化镁合金铸锭。
本发明较以往制备镁合金添加了超声处理，所得的铸态镁合金晶粒得到细化；由于多元微量元素的添加，通过固溶强化、细晶强化、弥散强化的机制，使镁合金的力学性能较普通镁合金有所提高。
进一步地，所述镁钆中间合金为Mg-30Gd，镁钇中间合金为Mg-30Y，镁钕中间合金为Mg-30Nd。
进一步地，所述步骤S23和S33中，滑石粉溶液的配比为：滑石粉80g，水250ml，水玻璃20ml。
进一步地，所述步骤S23和S33中，氧化锌溶液的配比为：氧化锌45g，水250ml，水玻璃45ml。
进一步地，所述步骤S23和S33中，持续通入保护气体，保护气体为SF6和CO2混合气体，其中SF6的体积分数为5%-6%。
进一步地，所述扒渣勺、搅拌桨表面涂覆滑石粉和氧化锌。
进一步地，所述步骤S33中，在坩埚中加入预热好的锌块和钙后进行超声处理辅助熔化，其中，超声辅助装置的预热温度伟680±10℃
一种多元微合金化镁合金板材挤压成形工艺，包括以下步骤：
A、固溶处理：首先，将多元微合金化镁合金铸锭置于热处理炉中进行固溶处理，加热温度为360℃，保温时间为2h；其次，将热处理炉的温度升至430℃，保温时间为2h；再次，将温度升至510℃，保温时间为9h；最后，取出固溶结束后的镁合金铸锭水冷，留待后步使用；
B、前处理：打磨步骤A固溶处理后镁合金铸锭的表面，然后预热镁合金铸锭，预热温度为260-280℃，同时将挤压模具预热至260-280℃；
C、挤压成形：将步骤B预热后的镁合金铸锭置于挤压模具中，镁合金铸锭挤压成形为棒材，挤压比为（15-17）：1，挤压温度为260-280℃，挤出速度为0.50-0.62m/min；挤压成形后空冷至室温，制得到高强韧镁合金棒材。
对比该镁合金铸态显微组织和挤压后镁合金的组织，可以看出，挤压后镁合金的晶粒数量显著增多，晶粒尺寸细小均匀；挤压后镁合金的抗拉强度为350-370MPa，屈服强度为340-350MPa，较铸造镁合金，屈服强度提高了210-230MPa，屈强比接近于1。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多元微合金化镁合金，其特征在于：所述多元微合金化镁合金中各元素组成及其质量百分比含量为：锌：5.12-6.23wt.%，钆：0.89-1.21 wt.%，钇：0.10-0.21wt.%，钕：0.10-0.13 wt.%，钙0.020-0.03 wt.%，其余为镁。
2.根据权利要求1所述的一种多元微合金化镁合金，其特征在于：所述多元微合金化镁合金为Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca。
3.一种如权利要求1所述的多元微合金化镁合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、原料选取：纯度为99.9%的镁块、纯度为99.9%的锌块、纯度为99.9%的钙块、镁钆中间合金、镁钇中间合金和镁钕中间合金；根据坩埚的尺寸切取镁块，将镁块在砂轮上打磨，去除镁块表面的氧化皮，使镁块表面光洁，留待后步使用；
S2、制备Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金：
S21、根据Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金中各元素的质量百分比含量称取镁块、锌块、镁钆中间合金、镁钇中间合金和镁钕中间合金，使需要制备的中间合金中各元素组成及其质量百分比含量为：锌：1.921-2.533wt.%，钆：9.132-10.672wt. %，钇：1.921-2.533wt.%，钕：0.971-1.323 wt.%，其余为镁；
S22、锌块和中间合金预热：
用铝箔包裹步骤S21中称取的锌块、镁钆中间合金、镁钇中间合金和镁钕中间合金，然后置于马弗炉中进行预热处理，预热温度为100-130℃，预热时间为60-90min，留待后步使用；
S23、Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金浇铸：
首先，清理熔炼使用的坩埚，将清理好的坩埚置于电阻炉中，设定电阻炉温度为350-450℃；其次，当电阻炉达到设定温度后，先在坩埚上均匀涂一层滑石粉溶液，待滑石粉溶液的挥发分完全蒸发后，再向滑石粉层的外表面均匀涂敷一层氧化锌溶液，待氧化锌溶液的挥发分完全蒸发后，升高电阻加热炉温至740-770℃；再次，放入步骤S21中称取的镁块，待镁块完全熔化时通入保护性气体，静置15-20min，并用扒渣勺将金属液体表面的浮渣撇掉；最后，将步骤S22预热好的锌块、镁钆中间合金、镁钇中间合金和镁钕中间合金放入镁液中，在740-770℃采用机械搅拌桨搅拌3-5分钟，搅拌速度为10-15r/s，并在该温度下保温5-10min，将合金液浇铸在预热150-250℃的模具中，制得Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金铸锭，留待后步使用；
S3、制备Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca多元微合金化镁合金：
S31、根据Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca镁合金中各元素的质量百分比含量称取锌块、钙块、打镁块和120-150g步骤S23中制备的Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金铸锭，使需要制备的高强韧镁合金中各元素组成及其质量百分比含量为：锌：5.12-6.23wt.%，钆：0.89-1.21 wt.%，钇：0.10-0.21wt.%，钕：0.10-0.13 wt.%，钙0.020-0.03 wt.%，其余为镁；
S32、将步骤S31称取的锌块、钙块、Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金用铝箔包裹放入加热炉中预热，预热温度为100-130℃，预热时间为90-110min；
S33、Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca多元微合金化镁合金浇铸
首先，清理熔炼使用的坩埚，将清理好的坩埚置于电阻炉中，设定电阻炉温度为350-450℃，当电阻炉达到设定温度后，先在坩埚上先均匀涂一层滑石粉溶液，待滑石粉溶液的挥发分完全蒸发后，再向滑石粉层的外表面均匀涂敷一层氧化锌溶液，待氧化锌溶液的挥发分完全蒸发后，升高电阻加热炉温至740-770℃；其次，放入步骤S31称取的镁块，待固体金属完全熔化为液相后通入保护性气体，静置15-20min；再次，将步骤S32预热好的钙块、锌块和Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金置于坩埚中；最后，待所加原料全部熔化后，采用超声处理装置对熔体进行超声处理，额定功率为2kw，输出功率为75-85%，频率为19-19.6KHz，时间为15-20min，再静置25-30min后浇铸，即得到Mg-6Zn-1Gd-0.12Y-0.11Nd-0.03Ca多元微合金化镁合金铸锭。
4.根据权利要求3所述的一种多元微合金化镁合金的制备方法，其特征在于：所述镁钆中间合金为Mg-30Gd，镁钇中间合金为Mg-30Y，镁钕中间合金为Mg-30Nd。
5.根据权利要求3所述的一种多元微合金化镁合金的制备方法，其特征在于：所述步骤S23和S33中，滑石粉溶液的配比为：滑石粉80g，水250ml，水玻璃20ml。
6.根据权利要求3所述的一种多元微合金化镁合金的制备方法，其特征在于：所述步骤S23和S33中，氧化锌溶液的配比为：氧化锌45g，水250ml，水玻璃45ml。
7.根据权利要求3所述的一种多元微合金化镁合金的制备方法，其特征在于：所述步骤S23和S33中，持续通入保护气体，保护气体为SF6和CO2混合气体，其中SF6的体积分数为5%-6%。
8.根据权利要求3所述的一种多元微合金化镁合金的制备方法，其特征在于：所述扒渣勺、搅拌桨表面涂覆滑石粉和氧化锌。
9.根据权利要求3所述的一种多元微合金化镁合金的制备方法，其特征在于：所述步骤S33中，在坩埚中加入预热好的锌块和钙后进行超声处理辅助熔化，其中，超声装置的预热温度为680±10℃。
10.一种如权利要求1或3所述的多元微合金化镁合金板材挤压成形工艺，其特征在于包括以下步骤：
A、固溶处理：首先，将多元微合金化镁合金铸锭置于热处理炉中进行固溶处理，加热温度为360℃，保温时间为2h；其次，将热处理炉的温度升至430℃，保温时间为2h；再次，将温度升至510℃，保温时间为9h；最后，取出固溶结束后的镁合金铸锭水冷，留待后步使用；
B、前处理：打磨步骤A固溶处理后镁合金铸锭的表面，然后预热镁合金铸锭，预热温度为260-280℃，同时将挤压模具预热至260-280℃；
C、挤压成形：将步骤B预热后的镁合金铸锭置于挤压模具中，镁合金铸锭挤压成形为棒材，挤压比为（15-17）：1，挤压温度为260-280℃，挤出速度为0.50-0.62m/min；挤压成形后空冷至室温，制得到高强韧镁合金棒材。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113802039A (zh) * 2021-09-26 2021-12-17 太原理工大学 一种微合金化超高强度镁合金的制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102628134A (zh) * 2011-02-01 2012-08-08 亥姆霍兹中心盖斯特哈赫特材料及海岸研究中心有限公司 单相固溶铸造或锻造镁合金
CN105220041A (zh) * 2014-06-18 2016-01-06 中国科学院金属研究所 一种高强度变形镁合金及其制备方法
CN105385921A (zh) * 2015-12-22 2016-03-09 太原理工大学 一种高强度微合金化镁合金锭的制备方法
CN105603341A (zh) * 2016-02-04 2016-05-25 哈尔滨工业大学（威海） 制造高塑性/成形性变形镁合金板材的方法
CN109972009A (zh) * 2019-04-17 2019-07-05 上海交通大学 一种高强韧高模量变形镁合金及其制备方法
CN110029258A (zh) * 2019-04-26 2019-07-19 陕西鼎卓材料科技有限公司 一种高强韧变形镁合金及其制备方法
WO2020122472A2 (ko) * 2018-12-14 2020-06-18 울산과학기술원 마그네슘 합금재 및 이의 제조방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102628134A (zh) * 2011-02-01 2012-08-08 亥姆霍兹中心盖斯特哈赫特材料及海岸研究中心有限公司 单相固溶铸造或锻造镁合金
CN105220041A (zh) * 2014-06-18 2016-01-06 中国科学院金属研究所 一种高强度变形镁合金及其制备方法
CN105385921A (zh) * 2015-12-22 2016-03-09 太原理工大学 一种高强度微合金化镁合金锭的制备方法
CN105603341A (zh) * 2016-02-04 2016-05-25 哈尔滨工业大学（威海） 制造高塑性/成形性变形镁合金板材的方法
WO2020122472A2 (ko) * 2018-12-14 2020-06-18 울산과학기술원 마그네슘 합금재 및 이의 제조방법
CN109972009A (zh) * 2019-04-17 2019-07-05 上海交通大学 一种高强韧高模量变形镁合金及其制备方法
CN110029258A (zh) * 2019-04-26 2019-07-19 陕西鼎卓材料科技有限公司 一种高强韧变形镁合金及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113802039A (zh) * 2021-09-26 2021-12-17 太原理工大学 一种微合金化超高强度镁合金的制备方法

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