一种促进高难成形镁合金塑性加工成形方法技术

一种促进高难成形镁合金塑性加工成形方法，属于塑性材料加工领域。针对高稀土含量的Mg

【技术实现步骤摘要】
一种促进高难成形镁合金塑性加工成形方法


[0001]本专利技术属于塑性材料加工领域，具体为一种促进高难成形镁合金塑性加工成形方法。

技术介绍

[0002]进入现代化社会之后，化石能源、钢铁资源等消耗加快，能源枯竭问题越来越严重，人类生存危机显现，节能、减排成为国内外关注的焦点。镁合金是一种最轻的工程金属材料，其在汽车、轨道、航空、国防军工等领域具有重要的应用价值。我国是镁资源大国，也是镁合金开发应用强国，大力发挥我国镁资源优势，不断将开发的镁合金产品、技术应用于我国的工业领域将有助于我国产业装备的升级换代。
[0003]然而，纯镁及大部分镁合金都具有密排六方结构(HCP)，室温下晶格的c/a＝1.6236，非常接近理想的c/a＝1.633，其在室温下仅有2独立的基面滑移系，导致其塑性变形能力较差，特别是在轧制过程中往往表现为轧制困难、表面微裂纹及严重的边裂现象，这严重制约了镁合金板材的发展和应用。
[0004]作为重要的镁合金产品，Mg
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RE合金一直是国内外学者关注的焦点，现有已开的Mg
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RE合金中主要集中于Mg
‑
Gd、Mg
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Y等合金体系，它们具有良好的室温和高温力学性能，其产品主要以挤压为主。目前强度超过500MPa以上的超高镁合金主要集中于Mg
‑
Gd系合金，这主要因为Gd元素在高温条件下具有很高的平衡固溶度，而在低温下平衡固溶度严重降低，因此Mg
‑
Gd系合金特别是Gd含量在10wt.％以上的合金具有非常显著的时效强化效果，经过变形、时效等处理之后，Mg
‑
Gd系合金往往会产生较高的强化效果，目前已知室温强度最高的镁合金为Mg
‑
Gd系合金，其强度可达700MPa以上。
[0005]因此，Mg
‑
RE合金一直是国内学者关注的重要镁合金产品。经过近二十年的发展，虽然已经有诸多性能优异的Mg
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RE合金产品被成功开发出来，但一直存在无法快速轧制成形的难题，所以目前Mg
‑
RE合金的轧制产品非常少，如果要想获得高质量的Mg
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RE合金板材，必须通过繁琐的轧制工艺实现，主要特征是高温且多道次轧制，其轧制温度一般要高于450℃以上，单道次变形量在5
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10％之间，轧制道次一般根据产品需要在10
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30道次不等，这导致Mg
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RE合金板材的生产效率极低、产品质量不高。因此，如何提升高稀土含量镁合金板材的生产效率，并改善其产品质量，成了影响高稀土含量镁合金板材能否广泛应用的关键。
[0006]本专利技术涉及一种提升高稀土含量镁合金的轧制成形能力的方法。采用添加少量Sn并配合相应的预“热
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力”耦合技术，可显著提升Mg
‑
RE合金的单道次轧制成形能力。最终可通过单道次大压下量变形，获得表面质量良好，无裂纹、无开裂的Mg
‑
RE合金板材，显著提升了合金板材的生产效率，节约了成本。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的问题是如何提升高稀土含量镁合金的轧制成形能力，主要采用了添加少量Sn并配合有效的预“热
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力”耦合技术，在一定的轧制工艺条件下实现高稀土含
量的Mg
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RE合金板材的高效制备。从而获得了表面质量良好的Mg
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RE合金板材产品，在提升板材产品质量和生产效率方面具有独特效果。
[0008]本专利技术提供了一种改善高稀土含量镁合金的轧制成形方法，具体为高稀土含量的Mg
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RE合金板材的制备，其中板材的合金成分为Mg
‑
RE合金中添加Sn作为辅助元素，Mg
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RE合金中RE总量≥13wt.％，且选自Gd、Dy、Er、Ho等重稀土元素；Sn元素不参加成相，其含量为0.4wt.％
‑
1.0wt.％。
[0009]其主要的步骤如下：
[0010](1)在高稀土含量的镁合金中添加少量Sn，主要熔炼过程如下：
[0011]首先是将制得Mg
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RE合金表面进行清洁，除掉氧化皮等杂质，然后进行小块分割，放置于温度为720～800℃的电阻熔炼炉中进行保温，待合金融化后，搅拌均匀，静置10～25min后，重新将炉温升至720～800℃，保温5～10min，关闭加热炉电源，并设定炉温为650～720℃，待温度稳定后，将0.4～1.0wt.％的Sn加入到合金液中，用力搅拌，并在650～720℃保温静置10～25min后，将合金浇筑于普通低碳钢模具中。
[0012](2)将制得的含有少量Sn元素的Mg
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Gd合金固溶处理，固溶处理温度为450～550℃，保温为5～25h后，合金中粗大的共晶相消失，从而获得了过饱和镁合金固溶体，而后采用预“热
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力”耦合技术对过饱和的镁合金固溶体进行挤薄预处理，处理条件为360
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400℃，保温时间为10
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15min，变形量5％
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10％，最后水淬。随后，将预处理产品进行轧制处理，轧制工艺为：温度为400
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450℃，保温时间为5
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15min，高于预“热
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力”耦合处理温度。最终获得了高质量的Mg
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RE合金板材，单道次下压量可达25
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60％，板材厚度为2
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4mm。，板材厚度为2
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4mm。本专利技术最终Mg
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RE合金板材的表面质量良好，无裂纹、无开裂，生产效率高。
[0013]本专利技术的实质性特点及显著进步
[0014]1、本专利技术涉及到添加少量Sn改善Mg
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RE合金的轧制成形能力，该元素仅提升轧制成形能力，不参与成相。
[0015]2、采用预“热
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力”耦合技术与Sn元素的协同技术，实现了Mg
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RE合金板材的快速制备。
[0016]3、本专利技术涉及的轧制工艺简单、实用，不用多道次累计变形即可获得高质量的Mg
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RE合金板材产品。
[0017]4、本专利技术具有明显的技术进步优势，不仅节约了Mg
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RE合金板材的生产成本，而且显著提升了Mg
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RE合金的生产效率。
[0018]具体实施方式(请针对实施例补充表征体现本专利技术的效果优点)
[0019]下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术并限于以下实施例。
[0020]实施例1
[0021]将制备的Mg
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13wt.％RE合金表面进行清洁，去除氧化皮，并将其切成小块，放置于温度为780℃的电阻炉中熔化并搅拌，而后静置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种促进高难成形镁合金塑性加工成形方法，其特征在于，具体为高稀土含量的Mg
‑
RE合金板材的制备，其中板材的合金成分为Mg
‑
RE合金中添加Sn作为辅助元素，Mg
‑
RE合金中RE总量≥13wt.％，且选自Gd、Dy、Er、Ho等重稀土元素；Sn元素不参加成相，其含量为0.4wt.％
‑
1.0wt.％。2.按照权利要求1所述的一种促进高难成形镁合金塑性加工成形方法，其特征在于，其主要的步骤如下：(1)在高稀土含量的镁合金中添加少量Sn，主要熔炼过程如下：首先是将制得Mg
‑
RE合金表面进行清洁，除掉氧化皮等杂质，然后进行小块分割，放置于温度为720～800℃的电阻熔炼炉中进行保温，待合金融化后，搅拌均匀，静置10～25min后，重新将炉温升至720～800℃，保温5～10min，关闭加热炉电源，并设定炉温为650～720℃，待温度稳定后，将0.4～1.0wt.％的Sn加入到合金液中，用力搅拌，并在650～720℃保温静...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘轲，侯宁，李淑波，杜宪，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：