【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于镁合金制备加工领域，具体涉及一种提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法。
技术介绍
1、镁合金是目前全球最轻质的商用金属工程材料，相对于其他常用的传统材料，镁合金具有密度小、比强度高、弹性模量低，散热好、抗冲击力和抗蠕变性强、阻尼减震降噪能力强、电磁屏蔽性能优异等特点。近年来，镁合金因其良好的生物相容性、可降解吸收、低密度(1.7～2.0g/cm3)和接近人体骨骼的弹性模量(41～45gpa)，在作为可降解植入材料，尤其是骨科植入物及血管支架方面，受到了越来越多的关注。然而，生物可降解镁合金的制备仍然受到诸多限制，首先其强度和塑性由于制备工艺限制而难以有效匹配，其次在体液中降解速率过快且易发生局部腐蚀，导致皮下气泡积累和机械完整性过早损失，从而失去对植入部位的固定和支作用。
2、常规挤压变形工艺简单，是制备镁合金棒材、板材的重要手段。挤压变形前一般需要对铸态合金进行的长时间高温均匀化处理，造成原始晶粒长大粗化的同时无法有效促进第二相的溶解、合金元素的均匀分布。仅改变常规挤压参数来协同提升镁合金强塑性与耐蚀性存在较大难度，这是由于：在高温下挤压易于得到均匀的再结晶组织，有利于镁合金的均匀腐蚀，但是再结晶晶粒长大粗化会导致材料强度降低；在低温下挤压可以通过获得异质结构提高镁合金的力学性能，但是存在组织均匀性差导致的耐蚀性恶化问题；第二相在挤压过程中破碎并沿挤压方向形成不均匀分布的颗粒带，导致严重的电偶腐蚀。
3、低温挤压具有更好的应用前景，但是现有的低温挤压镁合金虽然具有较高的强塑性，但微
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，该方法能够减少镁合金均匀化处理时间、降低均匀化处理温度，促进第二相的溶解扩散、合金元素的均匀分布；减小低温挤压成形压力，抑制混晶带的形成、促进动态再结晶的发生和第二相的弥散分布；降低能源消耗和碳排放，保证高强塑性的同时提高低温挤压镁合金的微观组织及腐蚀均匀性，实现生物可降解镁合金挤压棒材、板材的高效节能制备。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，具体包括如下步骤：
4、s1：对低合金元素含量(除镁以外的元素含量<5wt.％)镁合金铸锭进行切割，并去除表面氧化层，得到铸态试样；
5、s2：对铸态试样进行脉冲电流均匀化处理，目的是促进第二相溶解扩散和合金元素均匀分布；
6、s3：对均匀化处理后的合金去除表面氧化层，加工为挤压坯料；
7、s4：脉冲电流辅助下，对所述挤压坯料进行低温挤压处理，目的是抑制混晶带的形成、促进动态再结晶的发生和第二相的弥散分布。
8、上述方法中：
9、所述步骤s2中，脉冲电流均匀化处理包括：将铸态试样连接电极后，设置加载脉冲电流，之后记录试样温升，达到设定处理时间后关闭脉冲电流设备，随后将试样在水中冷却。
10、所述步骤s2中，试样在脉冲电流作用下温升范围为50-300℃，冷却水温度为30-40℃。
11、所述步骤s2中，脉冲电流处理参数为：脉冲电压：0-36v，脉冲频率10-20000hz，优选50-7000hz；占空比10-20％；处理时间5-30min，优选5-20min。
12、所述步骤s3中，挤压坯料高径比为5-7:7。
13、所述步骤s4中，低温挤压处理包括：将挤压坯料和模具预热后，连接电极，之后设置加载脉冲电流并启动挤压机，监测挤压温度，挤压完成后关闭脉冲电流设备。低温挤压是为了抑制晶粒长大、获得更高的强塑性，同时施加脉冲电流是为了利用热效应和非热效应，减小低温挤压成形压力，抑制混晶带的形成、促进动态再结晶的发生和第二相的弥散分布。
14、所述步骤s4中，挤压坯料和模具的预热温度为100-250℃。
15、所述步骤s4中，挤压比为10-36:1，挤压速度为0.05-1mm/s。
16、所述步骤s4中，施加的脉冲电流参数为：脉冲电压：0-36v，脉冲频率10-20000hz，优选1000-15000hz；占空比10-20％。
17、本专利技术还提供了所述方法得到的镁合金，其抗拉强度为290-380mpa，屈服强度为260-360mpa，动态再结晶体积分数>85％，在浓度0.9wt.％的nacl溶液中均匀腐蚀且腐蚀速率<0.3mm/年。
18、与现有技术相比，本专利技术具有的优点和有益效果如下：
19、本专利技术在减少镁合金均匀化处理时间、降低均匀化处理温度的同时，促进第二相的溶解扩散、合金元素的均匀分布；在减小低温挤压成形压力的同时，抑制混晶带的形成、促进动态再结晶的发生和第二相的弥散分布，降低能源消耗和碳排放。本专利技术在保证高强塑性的同时，提高低温挤压镁合金的微观组织及腐蚀均匀性，适用于生物可降解镁合金挤压棒材、板材的高效节能制备。
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1.一种提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，其特征在于，所述步骤S2中，脉冲电流均匀化处理包括：将铸态试样连接电极后，设置加载脉冲电流，之后记录试样温升，达到设定处理时间后关闭脉冲电流设备，随后将试样在水中冷却。
3.根据权利要求2所述的提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，其特征在于，所述步骤S2中，试样在脉冲电流作用下温升范围为50-300℃，冷却水温度为30-40℃。
4.根据权利要求2所述的提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，其特征在于，所述步骤S2中，脉冲电流处理参数为：脉冲电压：0-36V，脉冲频率10-20000Hz，占空比10-20％；处理时间5-30min。
5.根据权利要求1所述的提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，其特征在于，所述步骤S3中，挤压坯料高径比为5-7:7。
6.根据权利要求1所述的提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，其特征在于，所述步骤S4中
7.根据权利要求6所述的提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，其特征在于，所述步骤S4中，挤压坯料和模具的预热温度为100-250℃。
8.根据权利要求6所述的提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，其特征在于，所述步骤S4中，挤压比为10-36:1，挤压速度为0.05-1mm/s。
9.根据权利要求6所述的提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，其特征在于，所述步骤S4中，施加的脉冲电流参数为：脉冲电压：0-36V，脉冲频率10-20000Hz，占空比10-20％。
10.根据权利要求1至9任一项所述方法得到的镁合金，其特征在于，其抗拉强度为290-380MPa，屈服强度为260-360MPa，动态再结晶体积分数>85％，在浓度0.9wt.％的NaCl溶液中均匀腐蚀且腐蚀速率<0.3mm/年。
...【技术特征摘要】
1.一种提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，其特征在于，所述步骤s2中，脉冲电流均匀化处理包括：将铸态试样连接电极后，设置加载脉冲电流，之后记录试样温升，达到设定处理时间后关闭脉冲电流设备，随后将试样在水中冷却。
3.根据权利要求2所述的提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，其特征在于，所述步骤s2中，试样在脉冲电流作用下温升范围为50-300℃，冷却水温度为30-40℃。
4.根据权利要求2所述的提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，其特征在于，所述步骤s2中，脉冲电流处理参数为：脉冲电压：0-36v，脉冲频率10-20000hz，占空比10-20％；处理时间5-30min。
5.根据权利要求1所述的提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均匀性的方法，其特征在于，所述步骤s3中，挤压坯料高径比为5-7:7。
6.根据权利要求1所述的提高低温挤压镁合金微观组织及腐蚀均...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡长宏，张新房，周梦程，安康，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：
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