專利名稱：一種強(qiáng)力變形制備超高強(qiáng)鎂合金棒材的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎂合金的變形領(lǐng)域，特別涉及一種強(qiáng)力變形制備超高強(qiáng)鎂合金棒材的 技術(shù)。
背景技術(shù)：
鎂合金是最輕的可用金屬結(jié)構(gòu)材料，具有低密度、高比強(qiáng)度、導(dǎo)熱性好、減震能力 強(qiáng)、易切削、可回收以及尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。在航空航天領(lǐng)域，飛行器質(zhì)量每減輕lg，比功率可 以提高約30%;而電器產(chǎn)品殼體和架體要具有良好的導(dǎo)熱，減震及電磁屏蔽等特點(diǎn)；運(yùn)輸行 業(yè)則由于節(jié)能減排也要求運(yùn)輸工具的重量降低；這表明鎂合金成為21世界極具發(fā)展?jié)摿?的材料。但鎂合金由于強(qiáng)度低，往往不能滿足用戶的需要，成為制約鎂合金快速發(fā)展的瓶頸 之一。目前工程界將強(qiáng)度> 500MPa的鎂合金稱為超高強(qiáng)鎂合金，日本學(xué)者利用粉末冶 金方法制備出抗拉強(qiáng)度高達(dá)635MPa的超高強(qiáng)鎂合金，但目前尚未有報(bào)道顯示利用半連續(xù) 鑄造錠坯制備出強(qiáng)度> 500MPa的超高強(qiáng)鎂合金。由于粉末冶金制品尺寸小，不能滿足制備 大型構(gòu)件及結(jié)構(gòu)多樣化的要求，因此尋求一種制備出大規(guī)格超高強(qiáng)鎂合金的新方法成為必 然，探索并開(kāi)發(fā)出一種制備超強(qiáng)鎂合金的技術(shù)具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種強(qiáng)力變形制備超高強(qiáng)鎂合金棒材的方法。先用大規(guī)格鎂 錠預(yù)變形成棒材，然后通過(guò)本專利所述強(qiáng)力變形方法制備出高強(qiáng)鎂合金，并結(jié)合最終熱處 理工藝，使鎂合金強(qiáng)度> 600MPa。本發(fā)明高強(qiáng)鎂合金由質(zhì)量百分成分為Gd:6-13%，Y:2-6%, Zr 0. 3-0.8%, Cu 彡 0. 001%,Ni 彡 0. 001%,Fe 彡 0. 015%,Si 彡 0. 01%,Mn 彡 0. 005%，雜質(zhì)彡 0. 10%, 其余為Mg及不可去除的雜質(zhì)元素。本發(fā)明強(qiáng)力變形方法，包括以下具體步驟a.將半連續(xù)鑄造錠坯(直徑為Φ 97mm，長(zhǎng)度大于5000mm)預(yù)變形成棒材(尺寸為 Φ 15-25mm,長(zhǎng)度大于 3000-5000mm)。b.將預(yù)變形棒材在室溫下強(qiáng)力快速壓縮變形，錘頭徑向壓縮速度每秒3次，軸向 移動(dòng)速度每分鐘1500mm，電機(jī)功率15KW，變形后棒材溫度小于100°C，強(qiáng)變形斷面收縮率為 13-37% ；c.強(qiáng)力變形后將棒材在180_220°C進(jìn)行等溫時(shí)效，時(shí)效時(shí)間20_100h，使合金抗拉 強(qiáng)度 > 600Mpa。本發(fā)明所述強(qiáng)力變形方法為高速冷變形，合金加工硬化程度大，從而可獲得強(qiáng)度 彡460MPa的超高強(qiáng)合金棒材，強(qiáng)力變形后進(jìn)行等溫時(shí)效，合金抗拉強(qiáng)度達(dá)到540-615Mpa， 延伸率> 1%。


圖1為本發(fā)明強(qiáng)變形后斷面收縮率為21. 44%的棒材。圖2為本發(fā)明強(qiáng)變形后斷面收縮率為36. 73%的棒材。本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)上述參數(shù)，做了大量對(duì)比實(shí)驗(yàn)。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明 進(jìn)一步說(shuō)明。這些實(shí)施例是用于說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制，在本發(fā)明構(gòu)思前提下 對(duì)本發(fā)明工藝進(jìn)行改進(jìn)，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 a.將半連續(xù)鑄造錠坯(直徑為Φ97πιπι，長(zhǎng)度為5000mm)預(yù)變形成棒材(尺寸為 Φ 22mm。b.將預(yù)變形棒材在室溫下強(qiáng)力快速壓縮變形，錘頭徑向壓縮速度每秒3次，軸向 移動(dòng)速度每分鐘1500mm，電機(jī)功率15KW，變形后棒材溫度小于100°C，強(qiáng)變形斷面收縮率為 21. 44% ；c.強(qiáng)力變形后將棒材在220°C進(jìn)行等溫時(shí)效，時(shí)效時(shí)間20h ；時(shí)效處理后根據(jù)GB/T228-2002進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表1，產(chǎn)品宏觀照片見(jiàn) 圖1。實(shí)施例2:a.將半連續(xù)鑄造錠坯(直徑為Φ97πιπι，長(zhǎng)度為5000mm)預(yù)變形成棒材(尺寸為 Φ 22mm)。b.將預(yù)變形棒材在室溫下強(qiáng)力快速壓縮變形，錘頭徑向壓縮速度每秒3次，軸向 移動(dòng)速度每分鐘1500mm，電機(jī)功率15KW，變形后棒材溫度小于100°C，強(qiáng)變形斷面收縮率為 36. 73% ；c.強(qiáng)力變形后將棒材在180°C進(jìn)行等溫時(shí)效，時(shí)效時(shí)間IOOh ；時(shí)效處理后根據(jù)GB/T228-2002進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表1，產(chǎn)品宏觀照片見(jiàn) 圖1。表1強(qiáng)力變形鎂合金室溫抗拉力學(xué)性能
權(quán)利要求
一種強(qiáng)力變形制備超高強(qiáng)鎂合金棒材的方法，包括以下步驟a.將直徑為Φ97 Φ210mm，長(zhǎng)度大于5000mm的半連續(xù)鑄造錠坯預(yù)變形成Φ15mm Φ25mm，長(zhǎng)度3000 5000mm棒材；b.將預(yù)變形棒材在室溫下強(qiáng)力快速壓縮變形，錘頭徑向壓縮速度每秒3次，軸向移動(dòng)速度每分鐘1500mm，電機(jī)功率15KW，變形后棒材溫度小于100℃，強(qiáng)變形斷面收縮率為13 37％；c.強(qiáng)力變形后將棒材在180 220℃進(jìn)行等溫時(shí)效，時(shí)效時(shí)間20 100h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超高強(qiáng)鎂合金強(qiáng)力變形制備超高強(qiáng)鎂合金棒材的方法。所述合金成分為(w％)Gd6-13％，Y2-6％，Zr0.3-0.8％，其余為Mg及不可去除的雜質(zhì)元素。本發(fā)明具體步驟為將鎂合金半連續(xù)鑄造坯料預(yù)變形成棒材，再利用強(qiáng)力變形方法制備出超高強(qiáng)鎂合金。由于快速?gòu)?qiáng)力變形能使合金發(fā)生顯著加工硬化，加工后再配合適當(dāng)?shù)牡葴貢r(shí)效，使合金抗拉強(qiáng)度＞600MPa，屈服強(qiáng)度＞540MPa，延伸率＞1％。從而可滿足交通運(yùn)輸工、通訊電子、航空航天等領(lǐng)域?qū)Ω邚?qiáng)度鎂合金的需求，擴(kuò)大鎂合金的應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)C22F1/06GK101892445SQ20101021969
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者萬(wàn)迎春, 劉楚明, 李慧中, 舒心, 陳志永, 高永浩 申請(qǐng)人:中南大學(xué)