高性能镁合金型材的加工新方法技术

本发明专利技术通过将同种镁合金材料采用异温热挤压工艺塑性加工，因温度不同，导致垂直于轴向方向上挤压速度和变形速度不同，这样就会在接触界面产生剪切应变，对于热挤压成型的镁合金板材有弱化基面织构作用，提高成形性；对于热挤压成型的镁合金棒材有细化晶粒作用，提高其强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有色金属加工领域，特别涉及一种高性能镁合金型材制备及加工新方法。
技术介绍
镁合金是目前工业应用中最轻的金属材料，它具有减振性能优良、电磁屏蔽性能好、抗冲击、耐磨及易于回收等优点，可以替代钢、铝合金等材料，满足产品的轻、薄和一体化等要求，近年来在许多领域的应用迅速增长。目前镁合金加工以压铸为主，但其力学性能不佳，表面质量差，且无法制造出复杂镁合金型材。采用挤压、轧制等塑性加工生产的变形镁合金板材，具有更好的力学性能、多样化的结构，已在交通运输行业和3C产品等领域得到广泛应用。挤压可以做到一次成型，短流程便于操作。对于一般挤压塑性加工出的镁合金型材(主要是板材和棒材)，板材具有较强基面织构，棒材强度较低，都不利于后期产品使用及其二次塑性加工。改善镁合金板材基面织构和棒材强度，是发展镁合金塑性加工手段的前提和保障，对于变形镁合金型材产品的广泛使用也具有重大意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术目的是提供一种高性能镁合金型材制备及加工新方法，通过该方法，对于热挤压成型的镁合金板材有弱化基面织构作用，提高成形性；对于热挤压成型的镁合金棒材有细化晶粒作用，提高其强度。为了实现上述目的，本专利技术通过如下的技术方案来实现：一种高性能镁合金型材制备及加工新方法，包含以下步骤：S1.将镁合金铸锭A分切成至少两个部分，然后将相邻部分置于不同的温度中加热保温若干小时，相邻部分加热保温后的温差为50～200℃；或将镁合金铸锭B与异种合金铸锭C分别加热保温若干小时；S2.将步骤S1获得的镁合金铸锭A的各部分进行快速热挤压，得到压合在一起的镁合金型材A'；或将步骤S1获得的镁合金铸锭B和异种合金铸锭C进行快速热挤压，得到压合在一起的镁合金型材B'；S3.将步骤S2获得的镁合金型材A'或B'进行去应力退火。进一步地，所述步骤S1中的镁合金铸锭A、B成棒状，异种合金铸锭C成可套在镁合金铸锭B外的管状，且异种合金铸锭C的内径与镁合金铸锭B的直径相同。进一步地，所述步骤S1中的异种合金为不包含镁基合金的轻合金。进一步地，所述轻合金为铝合金、锂合金或铝锂合金中的一种。进一步地，所述步骤S1中的加热温度为200～450℃，保温时间为2～4h。进一步地，所述步骤S2中的快速热挤压的挤压温度为100～350℃。进一步地，所述步骤S2中的快速热挤压的挤压速度为45～65mm/s。进一步地，所述步骤S2中的快速热挤压的挤压比为30～60。本专利技术的另一个目的在于保护依据上述方法制得的镁合金型材。本专利技术的有益效果：本专利技术通过将同种镁合金材料采用异温热挤压压合在一起，或将镁合金材料与异种合金材料采用同/异温热挤压压合在一起，因温度不同或材料种类不同，导致挤压速度和变形速度不同，这样就会在接触界面产生剪切应变，对于热挤压成型的镁合金板材有弱化基面织构作用，提高成形性；对于热挤压成型的镁合金棒材有细化晶粒作用，提高其强度。附图说明图1为本专利技术将镁合金铸锭A进行一次分切的示意图；图2为本专利技术将镁合金铸锭A进行两次分切的示意图；图3为本专利技术将镁合金铸锭B与异种合金铸锭C组装在一起时的示意图。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。实施例1一种高性能镁合金型材制备及加工新方法，包括以下步骤：S1.选取两根相同(质量组成和形状均相同)的镁合金铸锭A和D，其中镁合金铸锭A的质量组成为3.01％Al、0.80％Zn、0.40％Mn、95.79％Mg，镁合金铸锭A为直径为100mm、长度为100mm的圆柱形，将镁合金铸锭A沿轴线方向切成半径为50mm的半圆形铸锭A1和A2(如图1所示)，将半圆形铸锭A1、A2和镁合金铸锭D置于工业电阻炉中，并分别在350℃、200℃和200℃的温度中进行加热，并保温4h，进行均匀化处理；S2.将S1步骤得到的镁合金铸锭D加入500吨挤压机中，在100℃的温度下进行快速热挤压工艺塑性加工，挤压比为44.4，挤压速度为45mm/s，得到直径为15mm的镁合金棒材D'；将S1步骤得到的半圆形铸锭A1和A2加入500吨挤压机中，在200℃进行快速热挤压，使得半圆形铸锭A1和A2压合在一起，挤压比为44.4，挤压速度为50mm/s，得到直径为15mm的镁合金棒材A'；S3.将S2步骤得到的镁合金棒材D'和A'在175℃中进行5h的去应力退火。在室温下测定镁合金棒材A'和D'的力学性能，如下表所示：试样抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)延伸率(％)D′2801808A'33024012从上述测试结果可知，经本实施例所述方法得到的镁合金棒材A'的抗拉强度、屈服强度和延伸率较按传统方法加工得到镁合金棒材D'得到了较大提升。这是由于对半圆形铸锭A1和A2进行热挤压时，A1和A2具备了不同的温度，从而引起A1和A2在垂直于轴向方向上的挤压速度和变形速度不同，这样就会在A1和A2的接触界面产生剪切应变，这种剪切应变对镁合金棒材有细化晶粒的作用，从而提高了镁合金棒材的抗拉强度及屈服强度。实施例2一种高性能镁合金型材制备及加工新方法，包括以下步骤：S1.选取两根质量组成相同的镁合金铸锭B和D，其中镁合金铸锭B的质量组成为3.01％Al、0.80％Zn、0.40％Mn、95.79％Mg，镁合金铸锭B为直径为90mm、长度为100mm的圆柱形，镁合金铸锭D为直径为100mm、长度为100mm的圆柱形，同时选取一根质量组成为0.42％Si、0.35％Fe、0.67％Mg、98.50％Al的铝合金铸锭C，铝合金铸锭C为外径100mm、内径90mm、长度100mm的管状，将镁合金铸锭B、D和铝合金铸锭C置于工业电阻炉中，且分别在350℃、300℃、300℃的温度中进行加热，并保温3h，进行均匀化处理；S2.将S1步骤得到的镁合金铸锭D加入500吨挤压机中，在300℃的温度下进行快速热挤压工艺塑性加工，挤压比为44.4，挤压速度为50mm/s，得到直径为15mm的镁合金棒材D'；将S1步骤得到的镁合金铸锭B套在铝合金铸锭C内(如图3所示)，然后加入500吨挤压机中，在300℃的温度下进行快速热挤压，挤压比为44.4，挤压速度为50mm/s，得到直径为15mm的镁合金棒材B'；S3.将S2步骤得到的镁合金棒材D'和B'在175℃中进行5h的去应力退火。在室温下测定镁合金棒材B'和D'的力学性能，如下表所示：试样抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)延伸率(％)D′2701607.2B′35026016从上述测试结果可知，同实施例1类似，本实施例得到的镁合金棒材B'的抗拉强度、屈服强度和延伸率较按传统方法加工得到镁合金棒材D'得到了较大提升。这是由于对镁合金铸锭B和铝合金铸锭C进行热挤压以得到镁合金棒材B'时，由于镁合金铸锭B和铝合金铸锭C的材料不同，导致镁合金铸锭B和铝合金铸锭C在垂直于轴向方向上的挤压速度和变形速度不同，这样同样会在B和C的接触界面产生剪切应变，这种剪切应变对镁合金棒材有细化晶粒的作用，从而提高了镁合金棒材的强度。实施例3一种高性能镁合金型材制备及加工新方法，包括以下步骤：S1.选取两根相同(质量组成和形状均相同)的镁合金铸锭A和D，其中镁合金铸锭A的质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能镁合金型材制备及加工新方法，其特征在于，包含以下步骤：S1.将镁合金铸锭A分切成至少两个部分，然后将相邻部分置于不同的温度中加热保温若干小时，相邻部分加热保温后的温差为50～200℃；或将镁合金铸锭B与异种合金铸锭C分别加热保温若干小时；S2.将步骤S1获得的镁合金铸锭A的各部分进行快速热挤压，得到压合在一起的镁合金型材A'；或将步骤S1获得的镁合金铸锭B和异种合金铸锭C进行快速热挤压，得到压合在一起的镁合金型材B'；S3.将步骤S2获得的镁合金型材A'或B'进行去应力退火。

【技术特征摘要】
1.一种高性能镁合金型材制备及加工新方法，其特征在于，包含以下步骤：S1.将镁合金铸锭A分切成至少两个部分，然后将相邻部分置于不同的温度中加热保温若干小时，相邻部分加热保温后的温差为50～200℃；或将镁合金铸锭B与异种合金铸锭C分别加热保温若干小时；S2.将步骤S1获得的镁合金铸锭A的各部分进行快速热挤压，得到压合在一起的镁合金型材A'；或将步骤S1获得的镁合金铸锭B和异种合金铸锭C进行快速热挤压，得到压合在一起的镁合金型材B'；S3.将步骤S2获得的镁合金型材A'或B'进行去应力退火。2.根据权利要求1所述的高性能镁合金型材制备及加工新方法，其特征在于：所述步骤S1中的镁合金铸锭A、B成棒状，异种合金铸锭C成可套在镁合金铸锭B外的管状，且异种合金铸锭C的内径与镁合金铸锭B的直径相同。3.根据权利要求1所述的高性能镁合金型材制备及加...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨青山，戴庆伟，喻祖建，柴森森，蒋月月，宋波，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50