CN1654699A - Az61镁合金半固态坯料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种AZ61镁合金半固态坯料的制备方法,由预变形、等温热处理工艺流程组成,其特征是预变形加热温度为300℃~400℃,变形量控制在5%~42%,然后采取阻燃措施,进行等温热处理,加热温度为570℃~610℃,保温时间0min~40min,本发明所述的制备方法制备出的AZ61镁合金半固态坯料,其球状晶粒组织细小,圆整度较好,其晶粒组织的等积圆直径大部分位于90um~150um之间,且晶粒组织的圆度主要在1.2~1.8范围,完全满足其后续触变成形的要求,而且工艺简单、安全可靠,无三废污染。
Description
技术领域
本发明属金属材料成形技术领域,涉及镁合金半固态坯料的制备方法。
背景技术
近年来,随着镁合金生产技术的发展,镁合金的应用获得了人们的极大关注。尤其在结构材料方面的应用获得了极大的重视,过去镁合金主要是用于冶金行业,而在结构材料方面的应用仅仅局限于航天航空方面的少量要求。现在,随着半固态金属加工技术广泛应用和推广,以及汽车制造、航空航天、通讯、光学仪器和计算机领域的飞速发展,镁合金作为一种理想的工业材料倍受世人关注,被认为是二十一世纪最具有应用和开发前景的商用轻质材料。镁合金的开发应用,已成为当今材料领域研究的热点。
常用的镁合金有:AZ91、AZ61、AZ31等。AZ91合金是铸造镁合金,AZ31合金是变形镁合金,AZ61合金既是变形镁合金也可作为铸造镁合金。因此,AZ61具有良好的强度、塑性和耐腐蚀的综合力学性能,同时,也具有良好的铸造性能,适合半固态成形。本发明提供一种制备AZ61镁合金半固态坯料方法。
目前,常用的制备半固态坯料的方法有:机械搅拌法、电磁搅拌法和应变诱发熔体激活法SIMA(Strain Induced Melt Activation)等。SIMA法由于避免了金属液态处理步骤,与其它方法相比,工艺简单,设备费用投入少。因此,越来越受到人们的关注。
发明内容
本发明目的在于提供一种采用SIMA法是制备AZ61镁合金半固态坯料方法。
本发明是通过以下工序实现的。
首先将AZ61铸态棒料车削加工成坯料,然后进行预变形处理,预变形加热温度为300℃~400℃,使坯料温度达到一致后,在压力机上施压变形,变形量控制在5%~42%,实现AZ61镁合金组织由枝状晶逐渐演变为等轴晶或短树枝状晶过程。等温热处理加热温度为570℃~610℃,保温时间0min~40min,在此过程中,采取相应的措施防止镁合金氧化燃烧(阻燃)。促使坯料中的等轴晶或短树枝状晶演变为球状组织,从而得到AZ61半固态镁合金坯料。
本发明所述的预变形以加热温度350℃~390℃,变形量20%~40%为最佳。
本发明所述的等温热处理以加热温度585℃~595℃,保温时间30min~40min为最佳。
本发明所述的防止镁合金氧化燃烧的方法,可以采用通入氩气的方法,也可以在镁合金坯料上覆盖石墨防止其氧化燃烧。后者与前者相比,简化了生产设备,降低了生产费用。
该方法采用预变形处理,实现AZ61镁合金组织由枝状晶逐渐演变为等轴晶或短树枝状晶,并且一次枝晶出现碎断、扭曲和粗化。合金在预加热变形后,晶粒内产生大量的位错,晶界总面积增加,使体系自由能增大。并在空冷过程中,发生回复与再结晶,使一次枝晶碎断。为了进一步降低体系自由能,二次枝晶臂合并长大。变形越大,上述演化的驱动力越大,回复与再结晶和二次枝晶臂合并长大愈易进行。
本发明在半固态温度区间进行等温热处理,随着温度的提高和保温时间延长,一方面原子的动能增加,使位错的攀移和滑移易于进行,促进原子的扩散。另一方面,位错为热激活的原子提供了便捷的通道。原有的晶界处低熔点共晶组织首先熔化,促使晶粒的漂移,当热力学条件成熟时便结合在一起生成大颗粒。而随着保温时间的延长,大部分颗粒演变为近似圆球形的颗粒。
本发明所述的制备方法制备出的AZ61镁合金半固态坯料,其球状晶粒组织细小,园整度较好,其晶粒组织的等积圆直径大部分位于90um~150um之间,且晶粒组织的圆度主要在1.2~1.8范围,完全满足其触变成形的要求,而且工艺简单、安全可靠,无三废污染。
附图说明
图1为本发明实施例1所述的工艺过程所形成的AZ61镁合金半固态坯料组织结构图。
图2为本发明实施例2所述的工艺过程所形成的AZ61镁合金半固态坯料组织结构图。
图3为本发明实施例3所述的工艺过程所形成的AZ61镁合金半固态坯料组织结构图。
图4为本发明实施例4所述的工艺过程所形成的AZ61镁合金半固态坯料组织结构图。
图5为本发明制备的AZ61镁合金半固态坯料组织的等积圆直径(图a)及圆度(图b)的分布曲线图,其中图a的横坐标为等积直径d/μm,纵坐标为初生相百分比λ/%,图b的横坐标为圆度a,纵坐标为初生相百分比λ/%。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步的说明。
实施例1。
首先将AZ61铸态坯料加热到370℃,保温40min,然后进行预变形处理,变形量控制在40%,再进行等温热处理,覆盖石墨阻燃,加热温度585℃,保温时间20min后,即可获得AZ61半固态镁合金坯料。
实施例2。
首先将AZ61铸态坯料加热到350℃,保温50min,然后进行预变形处理,变形量控制在22%,再进行等温热处理,覆盖石墨阻燃,加热温度595℃,保温时间40min后,即可获得AZ61半固态镁合金坯料。
实施例3。
首先将AZ61铸态坯料加热到300℃,保温30min,然后预变形处理,变形量控制在5%,再进行等温热处理,通入氩气阻燃,加热温度610℃,保温时间0min,即可获得AZ61半固态镁合金坯料。
实施例4。
首先将AZ61铸态坯料加热到380℃,保温35min,然后预变形处理,变形量控制在16%,再进行等温热处理,覆盖石墨阻燃,加热温度592℃后,保温时间35min后,即可获得AZ61半固态镁合金坯料。
Claims (4)
1、一种AZ61镁合金半固态坯料的制备方法,由预变形、等温热处理工艺流程组成,其特征是预变形加热温度300℃~400℃,变形量控制在5%~42%;阻燃,等温热处理加热温度570℃~610℃,保温时间为0min~40min。
2、根据权利要求1所述的制备方法,其特征是预变形加热温度350℃~390℃,预变形量控制在20%~40%。
3、根据权利要求1所述的制备方法,其特征是等温热处理加热温度585℃~595℃,保温时间为30min~40min。
4、按权利要求1、3所述的制备方法,其特征是采取在镁合金上覆盖石墨的方法进行阻燃。
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