一种纳米晶镁合金短流程制备方法技术

本发明专利技术提供了一种纳米晶镁合金短流程制备方法，属于金属材料加工技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种纳米晶镁合金短流程制备方法


[0001]本专利技术涉及金属材料加工
，尤其涉及一种纳米晶镁合金短流程制备方法
。

技术介绍

[0002]镁合金是目前最轻的金属结构材料，具有比刚度高
、
比强度高
、
阻尼性能好
、
抗电磁屏蔽性能好等一系列的优点，因此在航空航天
、
汽车工业
、3C
产品等领域有广阔的应用前景
。
然而，目前商业上镁合金的用量仍远不如同为轻质材料的铝合金，绝对强度偏低是其中一个重要的原因
。
通过工艺开发将晶粒细化至纳米尺度，是提高镁合金绝对强度最有效的方法
。
但由于镁合金是密排六方晶体结构，塑性加工性能远不如铝合金，极大地限制了纳米晶镁合金制备工艺的开发
。
[0003]对于纳米晶镁合金的塑性加工工艺，经对现有技术的文献检索发现，中国专利号
ZL201710422231.5(
专利技术名称：一种含有
LPSO
结构的纳米晶
‑
超细晶梯度镁合金的制备方法
)
公开了一种纳米晶
‑
超细晶梯度镁合金的制备方法
。
该方法需要将铸态镁合金在等通道转角挤压模具中进行
16
～
24
道次连续加工，随后切割成薄板，再用铝箔包裹薄板上下表面，在气体保护下用高速旋转钢丝轮反复加工上下表面各2～6道次，整个工序十分繁琐，加工道次很多，效率低，不利于工业化应用
。
中国专利号
ZL201610589439.1(
专利技术名称：一种小变形量制备大块纳米晶镁合金的方法
)
公开了一种纳米晶镁合金的制备方法
。
该制备方法主要包括三个步骤：熔铸
、
塑性变形
、
低温短时退火处理，为获得纳米晶，该制备方法还需要重复第二步至第三步操作1～8次，同样工序繁琐，加工效率低
。
另外，该制备方法对镁合金成分有特殊要求，需要添加重量比为2～8％的
Ag
元素，利用
Ag
降低镁合金的再结晶温度，并利用
Ag
元素的界面偏析性质，阻碍再结晶晶粒的长大，以此制备得到纳米晶镁合金，但
Ag
元素不仅成分高，而且易氧化，从而引入较多新的缺陷
。
此外，
YingchunWan
等人在
《ActaMaterialia》(
材料学报
,2020,200:274
–
286)
上发表的“Bulk nanocrystalline high
‑
strength magnesium alloys prepared viarotary swaging(
旋锻制备块状纳米晶高强镁合金
)”一文中，介绍了一种熔铸
+
均匀化
+
热挤压
+
室温多道次旋锻工艺制备纳米晶镁合金的方法
。
该方法需要在旋锻前对铸锭进行热挤压，同样存在工序繁琐，加工效率低的问题
。
[0004]由此可以看出，现有技术中对于纳米晶镁合金的制备，都需要利用十分繁琐的塑性加工工艺，甚至是借助添加
Ag
进行合金化的手段
。
因此，提供一种工序简化
、
加工效率高的纳米晶镁合金短流程制备方法，已成为本领域亟需解决的难题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种纳米晶镁合金短流程制备方法，本专利技术提供的制备方法流程短，工序简化，加工效率高，而且制备得到的纳米晶镁合金的晶粒细小，晶粒尺寸能够达到纳米尺度
。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种纳米晶镁合金短流程制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)
将铸态镁合金进行均匀化处理，得到均匀化镁合金；
[0009](2)
将所述步骤
(1)
得到的均匀化镁合金依次进行连续热旋锻和室温旋锻，得到纳米晶镁合金；所述连续热旋锻的变形道次为1～3道次，所述连续热旋锻的进料速度为
0.5
～
2m/min
；所述室温旋锻的变形道次为3～6道次，所述室温旋锻的进料速度为2～
6m/min。
[0010]优选地，所述步骤
(2)
中的连续热旋锻的温度为
200
～
400℃。
[0011]优选地，所述步骤
(2)
中的连续热旋锻的每道次变形量为2～4％
。
[0012]优选地，所述室温旋锻包括依次进行的大变形量旋锻和小变形量旋锻
。
[0013]优选地，所述大变形量旋锻的变形道次为1～3道次
。
[0014]优选地，所述大变形量旋锻的每道次变形量为7～
12
％
。
[0015]优选地，所述小变形量旋锻的变形道次为2～4道次
。
[0016]优选地，所述小变形量旋锻的每道次变形量为2～4％
。
[0017]优选地，所述步骤
(1)
均匀化处理的保温温度为
300
～
550℃
，均匀化处理的保温时间为6～
12h。
[0018]优选地，所述步骤
(1)
中的铸态镁合金的材质包括
VW93M
镁合金
、AZ31
镁合金
、ZK60
镁合金或
WE43
镁合金
。
[0019]本专利技术提供了一种纳米晶镁合金短流程制备方法，包括以下步骤：将铸态镁合金进行均匀化处理，得到均匀化镁合金；将得到的均匀化镁合金依次进行连续热旋锻和室温旋锻，得到纳米晶镁合金；所述连续热旋锻的变形道次为1～3道次，所述连续热旋锻的进料速度为
0.5
～
2m/min
；所述室温旋锻的变形道次为3～6道次，所述室温旋锻的进料速度为2～
6m/min。
本专利技术对铸态镁合金进行均匀化处理，可以使铸锭组织和成分更加均匀，更有利于后续旋锻过程平稳进行；本专利技术通过采用旋锻的塑性加工方式，并设计先进行连续热旋锻，再进行室温旋锻的工序，能够在连续热旋锻过程中减少镁合金的变形抗力，有效闭合铸态镁合金中的缩松
、
缩孔等铸造缺陷，同时控制连续热旋锻的变形道次和进料速度，可以保证镁合金均匀变形，初步破碎镁合金组织中的粗大枝晶和晶粒，实现再结晶和晶粒细化；随后在室温旋锻过程中控制旋锻道次和进料速度保证晶粒进一步被破碎，充分实现晶粒的细化，使晶粒达到纳米尺度，从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种纳米晶镁合金短流程制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
将铸态镁合金进行均匀化处理，得到均匀化镁合金；
(2)
将所述步骤
(1)
得到的均匀化镁合金依次进行连续热旋锻和室温旋锻，得到纳米晶镁合金；所述连续热旋锻的变形道次为1～3道次，所述连续热旋锻的进料速度为
0.5
～
2m/min
；所述室温旋锻的变形道次为3～6道次，所述室温旋锻的进料速度为2～
6m/min。2.
如权利要求1所述的纳米晶镁合金短流程制备方法，其特征在于，所述步骤
(2)
中的连续热旋锻的温度为
200
～
400℃。3.
如权利要求1所述的纳米晶镁合金短流程制备方法，其特征在于，所述步骤
(2)
中的连续热旋锻的每道次变形量为2～4％
。4.
如权利要求1所述的纳米晶镁合金短流程制备方法，其特征在于，所述室温旋锻包括依次进行的大变形量旋锻和小变形量旋锻
。5.
如权利要求4所述的纳米晶镁合金短流程制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘楚明，万迎春，陈鑫，蒋树农，高永浩，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：