【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镁合金铸造制备，特别的涉及一种高强度低成本镁合金棒材的制备方法。
技术介绍
1、镁合金是最具发展潜力的轻量化材料之一，具有比强度高、比刚度高、良好阻尼减振性能、电磁屏蔽性能等优点，在航天航空、国防军工、轨道交通等领域具有较大的发展和应用的潜力，得到了越来越广泛的关注。然而，与传统的钢铁材料或铝合金相比，镁合金强度较低且加工成型性较差，限制了其在工业领域的发展和应用。通常情况下，传统镁合金强度的增加往往会伴随塑性的下降，因此很难同时获得高强度和高塑性的镁合金。主要原因是镁合金滑移系个数有限，在室温下难以激活非基面滑移。另外，合金中第二相粒子的存在，加剧位错堆积，提高合金强度的同时，也促使裂纹萌生，降低合金塑性。因此，开发高塑性、高强度的镁合金将成为镁合金研究工作的重点。
2、挤压铸造是一种有效的高性能镁合金零件的成形技术，而通过传统挤压、轧制变形后的合金往往具有强烈的基面织构取向，这会导致力学性能各项异性以及降低延展性。为此，大塑性变形技术提出，推进了镁合金在实际生产和应用活动中的广泛使用。比如等径角挤压以及高压扭转，能够显著细化晶粒和弱化基面织构，但是其制备的试样规格小以及设备要求高，使得难以应用于工业生产。而目前关于变形镁合金的热处理方式主要有传统时效处理、变形时效处理以及双级时效处理。如专利技术专利cn113755734b公开了一种具有lpso相和sfs结构的高强高塑耐热镁合金的制备方法，按重量百分含量计，镁合金包括如下组分：er 6.0%-7.0%、y 6.0%-7.0%、cu 0.3%-0.4%
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种高强度低成本镁合金棒材的制备方法，解决现有挤压铸造镁合金的强度和塑性不佳以及成本高等问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种高强度低成本镁合金棒材的制备方法，所述镁合金包括以下质量百分比含量的原料：y 3~7%，zn 1~2%，mn 0.5~1.5%，余量为镁和不可避免的杂质；这样，合金含量比较低，且具有较好的塑性。
3、所述镁合金采用以下步骤制备：
4、1）按照镁合金的组成，将原料进行熔炼、浇铸，得到合金铸件；
5、2）将步骤1）得到的合金铸锭放入热处理炉中进行固溶处理后，水冷至室温；
6、3）将步骤2）固溶处理后的样品在时效处理后，空冷至室温；
7、4）将步骤3）得到的样品进行热挤压处理，得到具有双峰晶粒结构的镁合金即高强度低成本镁合金棒材。
8、作为优选的，所述原料为工业纯镁、工业纯锌、mg-mn中间合金和mg-y中间合金。
9、作为优选的，所述固溶处理的温度为520~530℃，时间为12 ~18 h。
10、作为优选的，所述时效处理的温度为170~180℃，时间为20~24h。
11、作为优选的，所述热挤压处理过程中温度为420~450℃，挤压速度为10~20mm/min，挤压比为16~25：1。
12、作为优选的，所述镁合金棒材中含有γ’相和lpso相；其中lpso相包括层片状lpso相块状lpso相和颗粒状lpso相。
13、作为优选的，所述双峰晶粒结构为粗大变形晶粒和细小动态再结晶晶粒结合。其中，变形晶粒和动态再结晶晶粒主要是通过晶粒内部平均取向差角度和形状来区分的。一般来说变形晶粒内部平均取向差在1°~7.5°之间，动态再结晶晶粒是小于1°；对于形状来说，变形晶粒是被拉长的晶粒，动态再结晶晶粒是等轴晶。
14、本专利技术的另一个目的还在于，提供了采用上述方法制备得到的高强度低成本镁合金棒材。
15、1、本专利技术通过采用精准控制合金各元素含量和固溶时效处理工艺相结合的方式，先在挤压前改变原有lpso相结构，析出γ’相，出现了18r-lpso相和γ’析出相共存的微观组织形貌；然后在热挤压过程中部分18r-lpso相被破碎成块状或颗粒状，提供动态再结晶晶粒形核质点，促进动态再结晶晶粒的形核，细化晶粒。同时，γ’析出相和挤压过程中动态析出的细层片状14h-lpso相则会抑制动态再结晶过程，形成粗大的变形晶粒。因此，出现的双峰晶粒组织，能显著提高镁合金的强度，并保持较高的塑性，拓展了镁合金实际应用的工程领域，同时也为制备高性能镁合金的研究提供了新的思路，具有重大意义。
16、2、本专利技术所用的设备简单，合金元素含量低；加工工艺操作简单、方便，挤压后无需进行时效处理，能省略粗加工步骤，优化生产工艺，有效降低生产成本，易于工业化大规模生产。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高强度低成本镁合金棒材的制备方法，其特征在于，所述镁合金包括以下质量百分比含量的原料：Y 3~7%，Zn 1~2%，Mn 0.5~1.5%，余量为镁和不可避免的杂质；
2.根据权利要求1所述高强度低成本镁合金棒材的制备方法，其特征在于，所述原料为工业纯镁、工业纯锌、Mg-Mn中间合金和Mg-Y中间合金。
3.根据权利要求1所述高强度低成本镁合金棒材的制备方法，其特征在于，所述固溶处理的温度为520~530℃，时间为12 ~18 h。
4.根据权利要求1所述高强度低成本镁合金棒材的制备方法，其特征在于，所述时效处理的温度为170~180℃，时间为20~24h。
5.根据权利要求1所述高强度低成本镁合金棒材的制备方法，其特征在于，所述热挤压处理过程中温度为420~450℃，挤压速度为10~20mm/min，挤压比为16~25：1。
6.根据权利要求1所述高强度低成本镁合金棒材的制备方法，其特征在于，所述镁合金棒材中含有γ’相和LPSO相。
7.根据权利要求1所述高强度低成本镁合金棒材的制备方法，其特征在于
8.一种采用权利要求1~7任一项所述方法制备得到的高强度低成本镁合金棒材。
...【技术特征摘要】
1.一种高强度低成本镁合金棒材的制备方法，其特征在于，所述镁合金包括以下质量百分比含量的原料：y 3~7%，zn 1~2%，mn 0.5~1.5%，余量为镁和不可避免的杂质；
2.根据权利要求1所述高强度低成本镁合金棒材的制备方法，其特征在于，所述原料为工业纯镁、工业纯锌、mg-mn中间合金和mg-y中间合金。
3.根据权利要求1所述高强度低成本镁合金棒材的制备方法，其特征在于，所述固溶处理的温度为520~530℃，时间为12 ~18 h。
4.根据权利要求1所述高强度低成本镁合金棒材的制备方法，其特征在于，所述时效处理的温度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：董志华，罗宇伦，蒋斌，覃泽宇，钱晓英，郑志莹，王翠红，白生文，潘复生，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。