一种高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材及其制备方法技术

本发明专利技术属于金属材料技术领域，公开了一种高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材及其制备方法；所述镁合金成分,按照质量百分比计：钆：1.0

【技术实现步骤摘要】
一种高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属材料领域，特别是涉及一种高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材及其制备方法。

技术介绍

[0002]镁合金因其低密度、高比强度、强电磁屏蔽性等优点，在汽车、航空航天、军工国防等领域具有广泛的应用前景。然而，随着轻量化的不断发展对镁合金综合性能的要求越来越高，因此，对镁合金焊接工艺、焊接性能等方面提出了更严格的要求。
[0003]对于稀土含量较高的高强耐热镁合金来说，采用普通镁合金焊丝焊接会出现焊接接头强度与母材相差较大的情况，不利于镁合金工件的使役性能改善。此外，与不含稀土的镁合金焊丝相比，含有较高稀土含量的焊丝不利于合金的变形加工，在焊丝的挤压、拉拔等过程中，容易出现断丝的情况，尤其对于直径小于2.0mm的高强度细丝的制备过程，在常规拉拔时极易断裂导致长度难以突破1000m，不能满足焊接过程对细丝的长度和卷重需求。目前对于高强度镁合金丝材的直径一般局限于2.0
‑
6.0mm的挤压粗丝材，且挤压制备过程焊丝表面易氧化，难以满足焊接对于表面抗氧化的需要。由于直径小于2.0mm的细丝能够满足薄壁焊接或者高尺寸精度增材制造的需要，因此制备大长度且直径小于2.0mm的镁合金高强度细丝对于工业化生产具有重要的应用意义。
[0004]因此，对于稀土含量较高的高强镁合金而言，如何制备易于改善镁合金的使役性能、力学性能优异并且不易断丝的高性能抗氧化镁合金超长细丝是目前亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术难题，本专利技术提供了一种稀土镁合金焊丝，其制备工艺简单、生产效率高，可实现超长细丝的制备，且焊丝抗氧化性好、耐腐蚀，线径均匀，表面光洁，所形成的焊缝组织致密，具有优异的力学性能。
[0006]本专利技术提供了一种高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材，按质量百分比计，所述的镁合金由如下成分组成：钆：1.0
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6.5％、钐：0.2
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3.5％、镧：0
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0.15％、锌：0.35
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1.0％，锡：0.01
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0.18％，添加元素和不可避免的杂质；所述的添加元素为锆、钙、锰、银中的一种或任意组合，加入量按质量百分比计为：锆：0
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0.5％、钙：0
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0.3％、锰：0
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0.3％、银：0
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0.3％；不可避免的杂质≤0.05％；余量为镁。
[0007]进一步地，按质量百分比计，所述的钆：3.0
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5.0％、钐：0.5
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2.0％、镧：0.05
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0.10％、锌：0.5
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0.8％，锡：0.05
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0.1％，锆：0.01
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0.4％、钙：0.01
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0.2％。
[0008]进一步地，按质量百分比计，所述的锆：0.1
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0.3％，钙：0.05
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0.1％，锰：0.05
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0.1％、银：0.05
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0.1％。
[0009]本专利技术还提供一种高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材的制备方法，它的制备方法包括如下步骤：
[0010](1)熔融：在氩气或二号熔剂的保护下，依次加入纯镁、纯锌、纯锡以及镁
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钆中间合金、镁
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钐中间合金、镁
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镧中间合金的，在670
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740℃加热熔化；随后依次加入镁
‑
锆中间合金、镁
‑
钙中间合金、镁
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锰中间合金、纯银中的一种或任意组合，在690
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710℃搅拌均匀，精炼除气和清渣后，获得合金液；
[0011](2)铸造：将步骤(1)获得的合金液浇注到水冷结晶器模具中形成铸锭，获得铸态合金锭；
[0012](3)均匀化热处理：将步骤(2)获得的铸态合金锭表面车去氧化皮，在氩气或氮气保护下进行均匀化热处理，空冷至室温，获得均质态合金锭；
[0013](4)挤压：将步骤(3)获得的均质态合金锭进行挤压变形，获得稀土镁合金挤压粗丝坯料；
[0014](5)拉丝：将步骤(4)获得的稀土镁合金挤压粗丝坯料进行连续拉丝，获得高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材；
[0015]步骤(5)所述的细丝材直径设置为X，其中X的取值范围0mm<X≤1mm和\或X>1mm；所述的细丝材长度设置为Y，Y的取值范围为1000m<Y<20000m和\或0m<Y≤1000m；所述细丝材抗拉强度设置为UTS：UTS的取值范围为350MPa<UTS<400MPa。
[0016]进一步地，步骤(2)所述的铸造为：半连续铸造；所述的浇注为：合金液在惰性气体保护下通过雨淋方式浇注到水冷结晶器模具中。
[0017]进一步地，步骤(3)所述的均匀化热处理为：在350
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535℃保温100
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1000min。
[0018]进一步地，步骤(4)所述的挤压变形为：挤压温度为380
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500℃、挤压比为50
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200:1。
[0019]进一步地，步骤(5)所述的连续拉丝为：道次为3
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10道次，拉拔温度为300
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500℃、道次拉拔加工率为10
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70％、拉拔丝材的速度为0.6
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3.0m/s。
[0020]进一步地，步骤(5)所述的X的取值范围0.5mm≤X≤1mm；所述的Y的取值范围为8000m≤Y≤13500m；所述的UTS的取值范围：360MPa<UTS<390MPa。
[0021]进一步地，步骤(5)所述的X的取值范围0.1mm<X<0.5mm；所述的Y的取值范围为2000m<Y≤12500m；所述的UTS的取值范围：367MPa≤UTS≤388MPa。
[0022]本专利技术与目前现有技术相比具有以下优点：
[0023]本专利技术通过元素间的相互作用与工艺的协同作用取得了如下优异效果：一是能够有效促进焊缝金属的晶粒细化，其中，通过元素之间的相互作用形成的高热稳定性第二相粒子以及晶界偏聚能够抑制晶粒长大，从而获得细晶结构，因此能够显著细化焊缝组织，有利于焊接过程的进行；二是在焊接熔池表面形成致密的保护膜，有利于防止熔池金属的氧化夹杂；三是使得合金的时效响应显著，有助于提高焊缝金属的强度；四是有助于形成抗氧化作用，因此有利于实现合金的纯净化；五是使得夹渣和缺陷得到充分的抑制，并且能够实现高效率生产，在连续生产过程不容易发生断丝，在能够实现现有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材，其特征在于：按质量百分比计，所述的镁合金由如下成分组成：钆：1.0
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6.5％、钐：0.2
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3.5％、镧：0
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0.15％、锌：0.35
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1.0％，锡：0.01
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0.18％，添加元素和不可避免的杂质；所述的添加元素为锆、钙、锰、银中的一种或任意组合，加入量按质量百分比计为：锆：0
‑
0.5％、钙：0
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0.3％、锰：0
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0.3％、银：0
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0.3％；不可避免的杂质≤0.05％；余量为镁。2.根据权利要求1所述的一种高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材，其特征在于：按质量百分比计，所述的钆：3.0
‑
5.0％、钐：0.5
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2.0％、镧：0.05
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0.10％、锌：0.5
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0.8％，锡：0.05
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0.1％，锆：0.01
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0.4％、钙：0.01
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0.2％。3.根据权利要求1所述的一种高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材，其特征在于：按质量百分比计，所述的锆：0.1
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0.3％，钙：0.05
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0.1％，锰：0.05
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0.1％、银：0.05
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0.1％。4.权利要求1
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3任一所述的一种高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材的制备方法，其特征在于：它的制备方法包括如下步骤：(1)熔融：在氩气或二号熔剂的保护下，依次加入纯镁、纯锌、纯锡以及镁
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钆中间合金、镁
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钐中间合金、镁
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镧中间合金的，在670
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740℃加热熔化；随后依次加入镁
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锆中间合金、镁
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钙中间合金、镁
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锰中间合金、纯银中的一种或任意组合，在690
‑
710℃搅拌均匀，精炼除气和清渣后，获得合金液；(2)铸造：将步骤(1)获得的合金液浇注到水冷结晶器模具中形成铸锭，获得铸态合金锭；(3)均匀化热处理：将步骤(2)获得的铸态...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧远，胡张挺，管凯，查敏，贾海龙，王珵，管志平，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：