一种制备AZ31‑RE变形镁合金的方法技术

本发明专利技术提供了一种制备AZ31‑RE变形镁合金的方法，涉及合金技术领域。该方法包括以下步骤：a.将第一屑料与第二屑料混合，然后冷压，得到坯料；第一屑料为AZ31镁合金的屑料，第二屑料为Mg‑RE中间合金的屑料，第一屑料与第二屑料的质量比为4～299:1；冷压的方法为：在180～350MPa下压制20～60s；b.对坯料进行热挤压，然后冷压；热挤压包括将所述坯料在350～400℃下保温10～20min；冷压的方法为：在300～400MPa下压制20～60s；c.重复至少一次步骤b，然后再次进行步骤b的热挤压。本发明专利技术提供的制备AZ31‑RE变形镁合金的方法能够有效减少原料的氧化，降低原料烧损率，而且能够有效的降低对环境的污染。

【技术实现步骤摘要】
一种制备AZ31-RE变形镁合金的方法
本专利技术涉及合金
，具体而言，涉及一种制备AZ31-RE变形镁合金的方法。
技术介绍
AZ31是镁合金中应用最广泛的变形镁合金，其具有细小致密的组织、高的强度和好的延展性，适合于塑性变形加工，如挤压、冲压、轧制、锻造、拉拔等，其在汽车、国防军工、航空、航天、电子等工业领域有着显著的优势，显示出极大的应用前景。AZ31镁合金的合金元素含量较低，第二相Mg17Al12数量少，无法通过热处理强化。通常通过加入稀土Nd、Ce、Y、La等元素来提高AZ31镁合金的性能，即制备AZ31-RE变形镁合金。加入稀土元素后，在AZ31镁合金中，稀土元素能够与Mg、Al以及其它合金元素(如Zn、Zr、Mn)生成镁稀土强化相和稳定相，如此，不仅能够提高合金的室温力学性能，而且在高温时能钉扎晶内位错和晶界滑移，显著改善了合金高温力学性能。此外，稀土加入AZ31镁合金中，还能促进合金表面氧化膜由疏松变为致密，降低合金在液态和固态下的氧化倾向，提升合金的耐蚀性、耐磨性等。由于AZ31镁合金中加入稀土元素后，综合性能得到大大提高，所以含有稀土元素的AZ31-RE变形镁合金广受欢迎。而目前，AZ31-RE变形镁合金的制备方法都是先采用熔化精炼法加入稀土元素，再塑性加工成形。然而，在熔化精炼过程中，需要添加覆盖剂、精炼剂或者其它气氛进行特殊保护，如此，就会导致大量的材料被氧化和烧损，大量的镁残留在废渣中，稀土元素原始添加量和实际产品含量不一致。而且，熔化设备的精度要求高，安全系数低，对环境污染也严重。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备AZ31-RE变形镁合金的方法，此方法能够有效减少原料的氧化，降低原料烧损率，而且能够有效的降低对环境的污染。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种制备AZ31-RE变形镁合金的方法，包括以下步骤：a.将第一屑料与第二屑料混合，然后冷压，得到坯料；第一屑料为AZ31镁合金的屑料，第二屑料为Mg-RE中间合金的屑料，第一屑料与第二屑料的质量比为4～299:1；冷压的方法为：在180～350MPa下压制20～60s；b.对坯料进行热挤压，然后冷压；热挤压包括将坯料在350～400℃下保温10～20min；冷压的方法为：在300～400MPa下压制20～60s；c.重复至少一次步骤b，然后再次进行步骤b的热挤压。优选地，在本专利技术较佳实施例中，上述第一屑料的大小为(0.01～13)mm×(0.01～5.9)mm×(0.01～1.65)mm。优选地，在本专利技术较佳实施例中，上述第二屑料的大小为(0.01～5.5)mm×(0.01～2.5)mm×(0.01～1.55)mm。优选地，在本专利技术较佳实施例中，上述步骤b中，坯料以10～20℃/min的速度加热至350～400℃。优选地，在本专利技术较佳实施例中，上述步骤b中，热挤压的挤压条件为：挤压速度为0.2～0.5mm/s，挤压比为25～35:1。优选地，在本专利技术较佳实施例中，上述步骤b中，在热挤压之后，在冷压之前，还包括：将坯料切割成长度为5～20mm的短合金棒材。优选地，在本专利技术较佳实施例中，AZ31-RE变形镁合金中，稀土元素的质量百分含量为0.1～4％。优选地，在本专利技术较佳实施例中，上述Mg-RE中间合金中，稀土元素为镧系元素、钪、钇中的一种或多种。相对于现有技术，本专利技术包括以下有益效果：本专利技术通过在固相温度区间进行塑性加工，来制得AZ31-RE变形镁合金。制备过程中，只需要将原料屑料进行形变处理，而无需往原料中添加助剂、进行熔化处理，如此，本专利技术提供的方法就能够有效降低甚至避免原料的氧化(特别是镁的氧化)或烧损，降低镁的残留率以及工业废料的产生概率，其中稀土元素原始添加量和实际产品含量一致，实收率达100％，整个制备方法环保节能，而且能够降低生产成本。另外，在利用本专利技术提供的制备方法制备AZ31-RE变形镁合金的过程中，由于经过多次冷压、热挤压处理，AZ31镁合金塑性变形较大，材料进行回复和再结晶，所以晶粒得到显著细化，而稀土元素的弥散强化，使得AZ31-RE变形镁合金中生成镁稀土强化相和稳定相，进一步提高了合金的性能。附图说明为了更清楚的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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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它的附图。图1是本专利技术实施例一提供的制备AZ31-RE变形镁合金的方法中使用的冷压模具的剖视示意图；图2是本专利技术实施例一提供的制备AZ31-RE变形镁合金的方法中使用的挤压模具的剖视示意图。其中，附图标记汇总如下：冷压模具100；挤压模具200；冷压冲头101；冷压内套筒102；冷压套筒103；压垫104；挤压冲头201；挤压内套筒202；挤压套筒203；型模204。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的制备AZ31-RE变形镁合金的方法进行具体说明。制备AZ31-RE变形镁合金的方法，包括以下步骤：步骤a：将第一屑料与第二屑料混合，然后冷压，得到坯料；第一屑料为AZ31镁合金的屑料，第二屑料为Mg-RE中间合金的屑料，第一屑料与第二屑料的质量比为4～299:1；冷压的方法为：在180～350MPa下压制20～60s。在步骤a之前，还可以包括预处理：对AZ31镁合金和Mg-RE中间合金进行机械加工。可以利用车床或铣床将AZ31镁合金加工成大小为(0.01～13)mm×(0.01～5.9)mm×(0.01～1.65)mm的第一屑料，可以利用车床或铣床将Mg-RE中间合金加工成大小为(0.01～5.5mm)×(0.01～2.5)mm×(0.01～1.55)mm的第二屑料。经过前期加工，使AZ31镁合金和Mg-RE中间合金成为细碎的屑料，上述大小程度的第一屑料、第二屑料能够保证压制成型的可实施性和便利性。上述第一屑料的大小优选为(0.01～6)mm×(0.01～4.5)mm×(0.01～0.12)mm、(1.6～13)mm×(0.8～3.5)mm×(0.12～0.5)mm和(3.5～8)mm×(2.3～5.9)mm×(0.5～1.65)mm。在将第一屑料与第二屑料混合后，在冷压之前，可以进行进一步的破碎研磨，优选利用球磨机来实现。球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。进一步的破碎研磨能够细化物料，有助于后期的冷压成型。球磨机的筒体中还可以装入直径为20～40mm的钢球作为研磨介质，帮助研磨，钢球的装入量可以为整个筒体有效容积的20～30％。上述步骤中的冷压的方法为：在180～350MPa下压制20～60s。操作时，先将冷压模具组合好，然后将混合后的第一屑料和第二屑料装入冷压模具的冷压内套筒中，进行冷压。冷压是在室温下以一定的压力压合屑料、排除其中空气，以制得坯料的方法。Mg-RE中间合金的“RE”表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备AZ31‑RE变形镁合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将第一屑料与第二屑料混合，然后冷压，得到坯料；所述第一屑料为AZ31镁合金的屑料，所述第二屑料为Mg‑RE中间合金的屑料，所述第一屑料与所述第二屑料的质量比为4～299：1；b.对所述坯料进行热挤压，然后冷压；所述热挤压包括将所述坯料在350～400℃下保温10～20min；c.重复至少一次所述步骤b，然后再次进行步骤b的所述热挤压。

【技术特征摘要】
1.一种制备AZ31-RE变形镁合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将第一屑料与第二屑料混合，然后冷压，得到坯料；所述第一屑料为AZ31镁合金的屑料，所述第二屑料为Mg-RE中间合金的屑料，所述第一屑料与所述第二屑料的质量比为4～299：1；所述冷压的方法为：在180～350MPa下压制20～60s；b.对所述坯料进行热挤压，然后冷压；所述热挤压包括将所述坯料在350～400℃下保温10～20min；所述冷压的方法为：在300～400MPa下压制20～60s；c.重复至少一次所述步骤b，然后再次进行步骤b的所述热挤压。2.根据权利要求1所述的制备AZ31-RE变形镁合金的方法，其特征在于，所述第一屑料的大小为(0.01～13)mm×(0.01～5.9)mm×(0.01～1.65)mm。3.根据权利要求1所述的制备AZ31-RE变形镁合金的方法，其特征在于，所述第二屑料的大小为(0.01～5.5)mm×(0...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡茂良，王殿君，许红雨，王晔，吉泽升，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23