一种ＡＭ６０Ｂ铸造镁合金晶粒细化的方法技术

本发明专利技术公开一种ＡＭ６０Ｂ铸造镁合金晶粒细化的方法，其特征是：首先对ＡＭ６０Ｂ铸造镁合金进行高压固溶处理，然后再进行常压时效处理。高压固溶处理工艺参数为：压力为３～６ＧＰａ，加热温度为４００～５００℃，保温时间为３０～６０ｍｉｎ，断电保压自然冷却至室温。常压时效处理的具体工艺参数为：加热温度为２００～３００℃，保温时间为８～１２ｈ，水冷至室温。本发明专利技术使ＡＭ６０Ｂ铸造镁合金的α－Ｍｇ基体晶粒细小且较均匀，平均晶粒尺寸为１８．４～１２．９μｍ，仅为常规铸造工艺得到的ＡＭ６０Ｂ镁合金晶粒尺寸的１／５～１／１０。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属材料领域，特别是涉及一种AM60B铸造镁合金晶粒细化的工 艺方法。
技术介绍
AM60B铸造镁合金因其具有密度小、比强度高、电磁波屏蔽性、减震性好、铸造性能 好和可以回收利用等优点，越来越受到人们的重视，目前已成功应用于航空、汽车制造和电 子信息等领域。然而，AM60B镁合金的强度和韧性均比较低，致使其应用受到极大限制。细化晶粒是一种能同时有效提高金属合金强度和韧性的方法。因此，发展各种能 有效细化合金晶粒的技术和方法一直备受关注。为提高Mg-Al系镁合金的强度和韧性指标，迄今为止，人们已发展了多种细化合 金晶粒的方法。其中应用较为广泛的主要是碳变质处理法和固体变形处理法。碳变质处理 法因操作温度低、细化效果衰退小已经成为Mg-Al类镁合金最主要的晶粒细化技术，但是 含碳变质法中通常是往镁合金中添加C2Cl6或者CCl4等含有碳原子的化合物，而这些化合 物在变质过程中会释放大量的氯气，对环境和人体产生损害；固体变形处理法中以大比率 挤压晶粒细化效果较为显著，但是该方法对挤压工艺设备的要求较高，且设备投资较大，难 以大规模推广应用。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述不足，本专利技术提供一种AM60B铸造镁合金晶粒细化 的方法，该专利技术采用高压固溶结合常压时效的处理方法来更加有效地细化AM60B铸造镁合 金的晶粒。这种AM60B铸造镁合金晶粒细化的方法，包括以下步骤(1)高压固溶处理的步骤为将AM60B铸造镁合金置于CS-IIB型六面顶压机中， 作用于AM60B铸造镁合金上的压力升高至3 6GPa，温度加热至400 500°C，保温30 60min，之后断电保压自然冷却至室温；(2)常压时效处理的步骤为将高压固溶处理后的AM60B铸造镁合金在200 300°C的温度下进行时效处理，保温时间为8 12h，之后水冷至室温。金相显微组织观察表明处理后的AM60B铸造镁合金中α -Mg基体的平均晶粒尺 寸为18. 4 12. 9 μ m，该工艺方法可使AM60B铸造镁合金的组织晶粒细小且较均勻。本专利技术的有益效果是首先对AM60B铸造镁合金进行高压固溶处理以使镁合金中 的β-Mg17Al12溶入α-Mg基体，然后快速冷却合金，使得溶入α-Mg基体中的不及析出而形成Mg的过饱和固溶体。在高压固溶处理过程中，超高压力能增加合金组织中 的内部缺陷，这将为ΑΜ60Β镁合金在随后的时效处理过程中的晶核形成提供有利的部位， 利于形成细小的晶核。然后再对高压固溶处理后的ΑΜ60Β铸造镁合金在常压(1个大气压) 下进行时效处理，常压时效处理的主要目的是使高压固溶处理后的ΑΜ60Β镁合金通过回复再结晶获得较细的组织。该工艺方法可使AM60B铸造镁合金的组织晶粒细小且较均勻，仅 为常规铸造工艺得到的AM60B镁合金晶粒尺寸的1/5 1/10。附图说明图1是AM60B铸造镁合金的金相组织照片；图2是采用常压条件下固溶+时效处理后的AM60B铸造镁合金的金相组织照片；图3是采用实施例1处理后的AM60B铸造镁合金的金相组织照片；图4是采用实施例2处理后的AM60B铸造镁合金的金相组织照片；图5是采用实施例3处理后的AM60B铸造镁合金的金相组织照片。具体实施例方式以下通过具体的实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述。实施例1本专利技术所用AM60B铸造镁合金的化学成分(质量百分数，)为A15. 59%, Zn 0. 008%,Mn 0. 387%, Si 0. 027%, Cu 0. 003%, Ni 0. 0008%, Fe 0. 0009%, Be 0. 0007%, 余量为Mg。将所述AM60B铸造镁合金切割成Φ8πιπιΧ 13. 5mm的圆柱体试样，之后将所得到 的AM60B铸造镁合金试样在CS-IIB型六面顶压机上进行高压固溶处理。高压固溶处理参 数为压力为3GPa，加热温度为500°C，保温时间为60min，断电保压冷却至室温(约25°C)。 然后对高压固溶处理后的试样进行常压时效处理，常压时效处理工艺参数为加热温度为 200°C，保温时间为10h，水冷至室温。为与实施例1比较，对AM60B铸造镁合金实施了常压条件下的固溶+时效处理。该 处理工艺中除固溶处理时的压力参数不同之外，其它工艺参数如加热温度、保温时间及冷 却方式等均与实施例1相同。金相显微组织观察表明采用常压条件下固溶+时效处理工艺处理后的AM60B铸 造镁合金试样中α-Mg基体的平均晶粒为153. 4 μ m，而采用本专利技术工艺处理后的平均晶粒 尺寸为18. 4 μ m，晶粒细化效果十分显著。实施例2本实施例所用AM60B铸造镁合金及其处理工艺过程与上述实施例1相同，唯高 压固溶处理压力和时间不同。本实施例中采用了较高的压力(6GPa)和较短的保温时间 (30min)。金相显微组织观察表明，AM60B铸造镁合金中α-Mg基体的平均晶粒尺寸为 17. 9 μ m,与实施例1相比，AM60B铸造镁合金的晶粒尺寸得到了进一步细化，且晶粒尺寸均 勻性有所提高。实施例3本实施例所用AM60B铸造镁合金及其处理工艺过程与上述实施例1相同，唯高压 固溶处理温度不同。本实施例中采用了较低的加热温度(400°C )。金相显微组织观察表明， AM60B铸造镁合金组织中α -Mg基体的平均晶粒尺寸为12. 9 μ m,且晶粒尺寸更为均勻，细 化效果显著优于实施例1和实施例2。权利要求一种AM60B铸造镁合金晶粒细化的方法，其特征是所述方法使AM60B铸造镁合金的α-Mg基体晶粒细小且均匀，平均晶粒尺寸为18.4～12.9μm，仅为常规铸造工艺得到的AM60B镁合金晶粒尺寸的1/5～1/10；所述方法包括如下步骤(1)高压固溶处理将AM60B铸造镁合金置于CS-IIB型六面顶压机中，作用于AM60B铸造镁合金上的压力升高至3～6GPa，温度加热至400～500℃，保温30～60min，之后断电保压自然冷却至室温；(2)常压时效处理将高压固溶处理后的AM60B铸造镁合金在200～300℃的温度下进行时效处理，保温时间为8～12h，之后水冷至室温。全文摘要本专利技术公开一种AM60B铸造镁合金晶粒细化的方法，其特征是首先对AM60B铸造镁合金进行高压固溶处理，然后再进行常压时效处理。高压固溶处理工艺参数为压力为3～6GPa，加热温度为400～500℃，保温时间为30～60min，断电保压自然冷却至室温。常压时效处理的具体工艺参数为加热温度为200～300℃，保温时间为8～12h，水冷至室温。本专利技术使AM60B铸造镁合金的α-Mg基体晶粒细小且较均匀，平均晶粒尺寸为18.4～12.9μm，仅为常规铸造工艺得到的AM60B镁合金晶粒尺寸的1/5～1/10。文档编号C22F1/06GK101880845SQ201010201718公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月11日 优先权日2010年6月11日专利技术者刘秋香, 张淼, 张瑞军 申请人:燕山大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＡＭ６０Ｂ铸造镁合金晶粒细化的方法，其特征是：所述方法使ＡＭ６０Ｂ铸造镁合金的α－Ｍｇ基体晶粒细小且均匀，平均晶粒尺寸为１８．４～１２．９μｍ，仅为常规铸造工艺得到的ＡＭ６０Ｂ镁合金晶粒尺寸的１／５～１／１０；所述方法包括如下步骤：（１）高压固溶处理：将ＡＭ６０Ｂ铸造镁合金置于ＣＳ－ⅡＢ型六面顶压机中，作用于ＡＭ６０Ｂ铸造镁合金上的压力升高至３～６ＧＰａ，温度加热至４００～５００℃，保温３０～６０ｍｉｎ，之后断电保压自然冷却至室温；　　（２）常压时效处理：将高压固溶处理后的ＡＭ６０Ｂ铸造镁合金在２００～３００℃的温度下进行时效处理，保温时间为８～１２ｈ，之后水冷至室温。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞军，刘秋香，张淼，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]