【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高性能镁合金的变形加工工艺，特别是涉及一种利用二次变形工艺提高镁合金力学性能的方法。
技术介绍
1、镁合金被誉为“21世纪绿色金属结构材料”，是目前工程应用中最轻的金属结构材料（1.74 g·cm-3），近年来，随着节能减排措施的推进，特别是传统燃油汽车在各国禁售时间表的出台，镁合金在交通运输领域轻量化中的应用优势进一步凸显，同时也对其力学性能提出了更高的要求。变形镁合金具有明显优于铸造镁合金的力学性能，同时与铝合金和钢等材料相比，综合考虑比强度与韧性，变形镁合金的力学性能也更为优异。
2、但镁合金固有的密排六方晶体结构导致其室温加工性能较差，这阻碍了镁合金的进一步推广应用。因此，探求行之有效的塑性加工新技术、新工艺，生产高质量的新型变形镁合金产品，满足镁合金结构及性能的多样性需求，是当前国际镁工业的发展趋势。
3、已有研究表明塑性变形前对合金进行预变形有利于其力学性能的改善。如，parkh等人（effects of cold pre-forging on microstructure and tensile properties ofextruded az80 alloy[j]. materials science and engineering: a, 2017, 708: 405-10）对固溶态mg-7.5al-0.5zn-0.2mn (wt.%)合金的研究表明，经预冷锻和挤压变形（挤压温度：200℃；挤压速度：0.1mm/s；挤压比：20:1）后，合金屈服强度由353mpa增加至38
4、cn107999538a公开了一种高体积分数第二相镁合金的应力辅助相扩散及其轧制方法，制备的板材组织细小均匀，析出相形貌圆整，解决了塑性加工成形困难的问题。但其轧制过程中在每道次间需要进行高温退火处理，且轧制后需要进行再结晶处理，制备过程较为繁琐，不适应工业化生产。
5、此外，近年来，大塑性变形技术（spd）日益成为制备高性能超细晶金属材料的有效途径。其中，多道次孔型轧制（下称槽轧）是一种新颖的大塑性变形手段，轧制过程中的多道次连续变形使得应变及变形热不断累积，不但可促进动态再结晶的产生并弱化织构，而且内生第二相的破碎及其动态析出可钉扎位错及再结晶晶界。如，t. mukai等人（strengthening mg-al-zn alloy by repetitive oblique shear strain with caliberroll[j]. scripta materialia, 2010, 62(2): 113-116）研究发现，挤压态mg-3al-1zn-0.2mn (wt.%)合金在200℃，0.5m/s轧制条件下经18道次槽轧后，其屈服强度提高为原挤压态的2倍，同时各向异性显著改善。
6、综上所述，在现有针对镁合金塑性变形工艺的研究中，要么效果不佳难以满足工程要求，要么效率不高难以广泛应用，限制了其在生产上的应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的旨在针对镁合金塑性成型困难、力学性能不高的问题及当前技术中存在的不足，提供一种利用二次变形工艺制备高性能镁合金的工艺方法。
2、本专利技术提供一种种制备高性能镁合金的方法，该方法包括：
3、步骤1：对镁合金坯料进行表面处理；
4、步骤2：对经过表面处理后的镁合金坯料进行预挤压变形加工；
5、步骤3：对经过预挤压变形的镁合金坯料进行机加工处理，以制得具有预定直径的镁合金棒材；以及
6、步骤4：对机加工处理后的镁合金圆棒进行槽轧变形加工。
7、优选地，根据本专利技术，所述镁合金坯料的成为为mg-m，其中m为al、zn、mn、si、zr、ca、sn、bi和re中的一种或多种并且质量百分比含量为镁合金的0-15%，re为y、gd、ce和nd中的一种或多种。
8、优选地，根据本专利技术，步骤1中的表面处理是对镁合金坯料的表面进行打磨，以除去油污及氧化皮。
9、优选地，根据本专利技术，在步骤2中，将经过表面处理后的镁合金坯料在15～30分钟内加热到预定的挤压温度后，放入加压筒中进行预挤压变形。
10、优选地，根据本专利技术，挤压温度为250℃～400℃，挤压速度为0.1～3 m/min，挤压比为2:1～8:1。
11、优选地，根据本专利技术，在步骤3中制得的镁合金棒材的直径为15～60mm。
12、优选地，根据本专利技术，所述步骤4包括：
13、将机加工处理后的棒材在15～30分钟内加热到350～500℃，保温0.5～1.5h，之后降温至200～350℃，保温2～5h；以及
14、保温结束后，进行槽轧加工，其中初轧温度为200～350℃，终轧温度大于100℃。
15、优选地，根据本专利技术，在所述槽轧加工，轧辊速度为0.1～0.5m/s，轧制道次为4～10道次。
16、优选地，根据本专利技术，在前一道次轧制结束后，将镁合金棒材旋转90º后进行下一道次轧制，槽轧结束后，室温冷却。
17、优选地，根据本专利技术，终轧的道次为两次。
18、优选地，根据本专利技术，所述镁合金坯料优选为mg-al基合金、mg-zr基合金、mg-bi基合金或mg-sn基合金。
19、优选地，根据本专利技术，在所述步骤4中温度高于350℃的处理过程均在氮气氛围下进行。
20、本专利技术通过二次变形加工制备的高性能镁合金棒材，改善现有常规塑性加工工艺的不足，即在提高变形镁合金强韧性的同时改善其塑性加工行为。本专利技术对变形镁及其合金体系均具有优良的处理效果，与常规塑性加工技术不同，本专利技术在改善合金塑性加工行为、提高其力学性能的同时兼顾了生产效率，适合工业化短流程生产高性能镁合金材料，从而能更好地满足工业需求。
21、本专利技术的有益效果：
22、1、本专利技术开发了一种高性能镁合金棒材的二次变形加工工艺。该工艺制备的棒材兼具高的强度和较高的塑性，室温伸长率达到11-18％，可以满足棒材的成型要求。
23、2、采用本专利技术工艺制备的镁合金相比铸态直接进行轧制的镁合金合金，塑性加工行为大幅改善，屈服强度提高了81.8%，抗拉强度提高了52.2%，延伸率大于15％。
24、3、本专利技术处理方法采用的预变形工艺引入的大量位错、孪晶，在后续热加工过程中可作为再结晶形核位点以提高再结晶分数；同时在多道次槽轧加工过程中动态析出的大量纳米级第二相可与轧制过程中破碎的微米级第二相协同强化基体，此外，这些纳米级第二相又可通过钉扎再结晶晶界而抑制再结晶晶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二次变形制备高性能镁合金的方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的二次变形制备高性能镁合金的方法，其中，步骤1中的表面处理是对镁合金坯料的表面进行打磨，以除去油污及氧化皮。
3.根据权利要求1所述的二次变形制备高性能镁合金的方法，其中，在步骤3中制得的镁合金棒材的直径为15～60mm。
4.根据权利要求1所述的二次变形制备高性能镁合金的方法，其中，在所述槽轧加工，轧制道次为4～10道次。
5.根据权利要求4所述的二次变形制备高性能镁合金的方法，其中，在前一道次轧制结束后，将镁合金棒材旋转90º后进行下一道次轧制，槽轧结束后，室温冷却。
【技术特征摘要】
1.一种二次变形制备高性能镁合金的方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的二次变形制备高性能镁合金的方法，其中，步骤1中的表面处理是对镁合金坯料的表面进行打磨，以除去油污及氧化皮。
3.根据权利要求1所述的二次变形制备高性能镁合金的方法，其中，在步骤3中制得的镁合金...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵言辉，余晖，钱亚锋，
申请(专利权)人：鹤壁恒镁新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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