一种镁合金棒材的加工方法技术

本发明专利技术提供了一种镁合金棒材的加工方法，包括步骤：1)加工镁合金棒材毛坯件；2)在预设扭转温度以及预设扭转速度下对所述镁合金棒材毛坯件进行预设表层切应变量的扭转，使其产生扭转塑性变形，获得镁合金棒材。本发明专利技术对镁合金棒材毛坯件进行扭转变形，通过调控扭转方式，预设扭转温度、预设表层切应变量和扭转速度，在扭转切应力作用下，使镁合金棒材毛坯件的初始织构、晶粒尺寸及位错结构发生变化，从而有效改善镁合金棒材的拉伸/压缩强度，降低塑性各向异性，进而提高了镁合金棒材的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种镁合金棒材的加工方法
本专利技术涉及有色金属加工
，更具体地说，涉及一种镁合金棒材的加工方法。
技术介绍
金属棒材是一种应用广泛的型材。目前镁合金棒材主要通过铸造和挤压的方式制备。铸造镁合金晶粒粗大且力学性能较差。相比而言，挤压态镁合金棒材的晶粒细小且具有更高的强度和塑性。然而，挤压加工会使镁合金产生较强的变形织构，从而导致镁合金挤压棒材具有较大的塑性各向异性，影响了镁合金棒材的力学性能。综上所述，如何提高镁合金棒材的力学性能，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种镁合金棒材的加工方法，以提高镁合金棒材的力学性能。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种镁合金棒材的加工方法，包括步骤：1)加工镁合金棒材毛坯件；2)在预设扭转温度以及预设扭转速度下对所述镁合金棒材毛坯件进行预设表层切应变量的扭转，使其产生扭转塑性变形，获得镁合金棒材。优选的，上述镁合金棒材的加工方法中，所述步骤2)之后还包括步骤3)：对所述镁合金棒材进行退火处理。优选的，上述镁合金棒材的加工方法中，所述步骤3)具体为：将所述镁合金棒材加热至温度200℃-500℃，并保温0.5h-3h。优选的，上述镁合金棒材的加工方法中，所述步骤2)中所述预设扭转速度为1rpm-10rpm；所述预设扭转温度为25℃-400℃。优选的，上述镁合金棒材的加工方法中，所述步骤1)具体通过铸造加工出所述镁合金棒材毛坯件，且所述步骤2)中所述预设扭转温度为200℃-400℃，所述预设表层切应变量为0.01-2.00。优选的，上述镁合金棒材的加工方法中，所述步骤1)中在用于铸造所述镁合金棒材毛坯件的原料中添加固溶元素。优选的，上述镁合金棒材的加工方法中，所述固溶元素为稀土金属。优选的，上述镁合金棒材的加工方法中，所述步骤1)具体为：首先铸造出镁合金毛坯件，然后通过挤压成形将所述镁合金毛坯件挤压成棒材形状；且所述步骤2)中所述预设扭转温度为25℃-200℃，所述预设表层切应变量为0.01-0.50。从上述的技术方案可以看出，本专利技术提供的镁合金棒材的加工方法首先加工镁合金棒材毛坯件；然后在预设扭转温度以及预设扭转速度下对镁合金棒材毛坯件进行预设表层切应变量的扭转，使其产生扭转塑性变形，获得镁合金棒材。本专利技术对采用镁合金棒材毛坯件进行扭转变形，通过调控扭转方式，预设扭转温度、预设表层切应变量和扭转速度，在扭转切应力作用下，使镁合金棒材毛坯件的初始织构、晶粒尺寸及位错结构发生变化，从而有效改善镁合金棒材的拉伸/压缩强度，降低塑性各向异性，进而提高了镁合金棒材的力学性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一种实施例提供的镁合金棒材的加工方法的流程示意图；图2是本专利技术另一种实施例提供的镁合金棒材的加工方法的流程示意图；图3是本专利技术提供的镁合金棒材扭转变形过程中微观组织及织构变化示意图；图4是本专利技术实施例提供的镁合金棒材扭转不同应变量后的拉伸应力应变曲线示意图；图5是本专利技术实施例提供的镁合金棒材扭转不同应变量后的压缩应力应变曲线示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种镁合金棒材的加工方法，提高了镁合金棒材的力学性能。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参考附图1-5，本专利技术实施例提供的镁合金棒材的加工方法包括步骤：S1、加工镁合金棒材毛坯件；具体的，本专利技术可以通过直接铸造、挤压成形或者其它加工方式如机械方法制备镁合金棒材毛坯件。S2、将上述镁合金棒材置于扭转设备上，在预设扭转温度以及预设扭转速度下利用扭转设备对镁合金棒材毛坯件进行预设表层切应变量的扭转，使其产生扭转塑性变形，获得镁合金棒材。本专利技术对采用镁合金棒材毛坯件进行扭转变形，通过调控扭转方式，预设扭转温度、预设表层切应变量和扭转速度，在扭转切应力作用下，使镁合金棒材毛坯件的初始织构、晶粒尺寸及位错结构发生变化，从而有效改善镁合金棒材的拉伸/压缩强度，降低塑性各向异性，进而提高了镁合金棒材的力学性能。此外，上述加工镁合金棒材的加工方法还具有效率高、设备简单以及成本低的优点。为进一步改善镁合金棒材拉伸压缩时的塑性，上述实施例提供的镁合金棒材的加工方法中，步骤S2之后还包括步骤S3：对镁合金棒材进行退火处理。也就是说，本专利技术对镁合金棒材毛坯件进行扭转塑性变形后，还对镁合金棒材进行退火处理，能够去除残余应力和消除组织缺陷，改善镁合金棒材的材料延展性和韧性。本领域技术人员可以理解的是，上述加工方法也可以不进行退火处理。优选的，步骤S3具体为：将镁合金棒材加热至温度200℃-500℃，并保温0.5h-3h。也就是说，镁合金棒材的退火条件为：在200℃-500℃以下保温0.5h-3h，能够使镁合金棒材拉伸压缩时具有较好的塑性。当然，根据不同的需求，上述加热温度以及保温时间还可以为其他值，本专利技术对此不做具体限定。为了确保镁合金棒材发生塑性变形且不至于发生扭转破断，上述步骤S2的预设扭转速度为1rpm-10rpm(revolutionsperminute的缩写，转每分)；预设扭转温度为25℃-400℃。本实施例将扭转速率设定为慢速，能够使应力集中充分得以释放，防止因扭转速度过快，镁合金棒材边部出现应力集中产生裂纹发生扭转破断，从而提高了镁合金棒材的合格率。根据不同尺寸的镁合金棒材，上述预设扭转速度还可以为其他值，如11rpm，本专利技术对此不做具体限定。如图1所示，本专利技术一种具体的实施例中，步骤S1具体通过铸造加工出镁合金棒材毛坯件，且步骤S2中预设扭转温度为200℃-400℃，预设表层切应变量γ为0.01-2.00。上述范围内的表层切应变量γ能够确保镁合金棒材发生塑性变形，同时确保扭转变形过程中镁合金棒材不发生破断。具体的，在加工平行段直径为6mm的镁合金棒材(牌号为AZ31)时，将铸造态镁合金棒材置于扭转试验机上，在300℃下以扭转速度为4rpm，扭转产生试样表层切应变量γ为0.03-1.5的扭转塑性变形。结果显示，随着扭转变形量的增大，细小的再结晶晶粒的数量增加。可见，通过热扭转工艺可有效地细化铸造态镁合金棒材的晶粒尺寸，从而提高镁合金棒材的力学性能。优选的，上述实施例提供的镁合金棒材的加工方法中，步骤S1中在用于铸造镁合金棒材毛坯件的原料中添加固溶元素。本实施例通过添加固溶元素开发新型的商用固溶强化和析出强化镁合金，进一步改善了镁合金棒材的强韧性和各向异性。可替换的，本专利技术也可以不在铸造原料中添加固溶原料，仅依靠步骤S2的扭转塑性变形达到力学性能要求。上述固溶元素为稀土金属。也就是，在铸造镁合金棒材毛坯的过程中，在镁合金原料中添加的Re(Rareearth的缩写，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁合金棒材的加工方法，其特征在于，包括步骤：1)加工镁合金棒材毛坯件；2)在预设扭转温度以及预设扭转速度下对所述镁合金棒材毛坯件进行预设表层切应变量的扭转，使其产生扭转塑性变形，获得镁合金棒材。

【技术特征摘要】
1.一种镁合金棒材的加工方法，其特征在于，包括步骤：1)加工镁合金棒材毛坯件；2)在预设扭转温度以及预设扭转速度下对所述镁合金棒材毛坯件进行预设表层切应变量的扭转，使其产生扭转塑性变形，获得镁合金棒材，所述预设扭转速度为1rpm-10rpm，所述预设扭转温度为25℃-400℃，所述预设表层切应变量为0.01-2.00；3)对所述镁合金棒材进行退火处理。2.如权利要求1所述的镁合金棒材的加工方法，其特征在于，所述步骤3)具体为：将所述镁合金棒材加热至温度200℃-500℃，并保温0.5h-3h。3.如权利要求1所述的镁合金棒材的加工方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋波，郭宁，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85