一種對(duì)zm6鎂合金鑄件進(jìn)行快速時(shí)效的熱處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬結(jié)構(gòu)材料的熱處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)ZM6鎂合金鑄件進(jìn) 行快速時(shí)效的熱處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎂合金密度小，比強(qiáng)度、比剛度高，有良好的鑄造和切削加工工藝性能。并且具有 較高的阻尼減震和電磁屏蔽特性，導(dǎo)熱能力比工程塑料高100倍，故又特別適合制造電子 裝置。此外，鎂合金回收比較容易，回收過程消耗能量僅為生產(chǎn)時(shí)消耗能量的5%左右。因 此被譽(yù)為"21世紀(jì)的綠色工程材料"。
[0003] ZM6是鑄造鎂合金三大系列之一 Mg-RE-Zr系合金中的一種，是我國應(yīng)用最早、最 為良好的鑄造鎂合金之一。該合金是以釹為主要合金元素，由于其具有優(yōu)良的室溫及高溫 力學(xué)性能及鑄造性能，可廣泛用來制造各種受力構(gòu)件，如制造直升機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)后減速機(jī)匣、 飛機(jī)機(jī)翼翼肋和液壓恒速裝置支架以及30萬千瓦氣輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子引線壓板等零部件， 在航空航天、軍用國防等領(lǐng)域得到相對(duì)廣泛的應(yīng)用。目前，鑄態(tài)ZM6鎂合金無法滿足航天器 及尖端武器上的較高性能要求，通常采取固溶+時(shí)效的熱處理手段來改善或調(diào)整其力學(xué)性 能，針對(duì)ZM6合金的傳統(tǒng)時(shí)效工藝通常溫度較低（150~200°C )，時(shí)效強(qiáng)化是一個(gè)過飽和固 溶原子緩慢析出，形成盤狀柱面析出相的過程，所需時(shí)間較長，通常在10小時(shí)以上，中華人 民共和國航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB5462-90 (鎂合金鑄件熱處理）上規(guī)定的ZM6鎂合金鑄件的時(shí)效 處理?xiàng)l件為195~205°C，12~16h，時(shí)效時(shí)間長，生產(chǎn)周期久，能耗高，效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種對(duì)ZM6鎂合金鑄件進(jìn)行快速時(shí)效的熱處理工藝，該工藝 利用短時(shí)高溫處理，促使在基體中形成有序排列的球狀相，可以使ZM6鎂合金鑄件的屈服 強(qiáng)度顯著提高，與傳統(tǒng)時(shí)效處理工藝相比大大縮短了時(shí)效處理時(shí)間，提高生產(chǎn)效率、降低成 本，有重要的生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種對(duì)ZM6鎂合金鑄件進(jìn)行快速時(shí)效的熱處理工藝，該工藝首先將ZM6鎂合金鑄 件進(jìn)行固溶處理，固溶處理的溫度為500~545°C，時(shí)間為5~24h，取出后冷卻；然后將其 在熱處理爐中進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效處理溫度225~325°C，保溫lOmin~2h，取出后冷卻。
[0007] 上述固溶處理后的冷卻方式為水冷、油冷或空冷。
[0008] 上述時(shí)效處理后的冷卻方式為水冷、油冷或空冷。
[0009] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0010] 1、本發(fā)明方法簡單，易于操作，適合批量生產(chǎn)。
[0011] 2、本方法利用短時(shí)高溫處理，促使在基體中形成有序排列的球狀相，可以使ZM6 鎂合金鑄件的屈服強(qiáng)度顯著提高。
[0012] 3、本發(fā)明與傳統(tǒng)時(shí)效處理工藝相比，有效的縮短了熱處理時(shí)間，降低能耗，縮短生 產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，降低成本。
【附圖說明】
[0013] 圖1是實(shí)施例1鑄態(tài)ZM6鎂合金掃描電鏡照片。
[0014] 圖2是實(shí)施例1經(jīng)過固溶處理的ZM6鎂合金金相。
[0015] 圖3是實(shí)施例1經(jīng)過時(shí)效處理后的ZM6鎂合金掃描電鏡照片。
[0016] 圖4是對(duì)比例1經(jīng)傳統(tǒng)時(shí)效處理的ZM6鎂合金透射電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 實(shí)施例1
[0018] 所用 ZM6 鎂合金成分為（wt. % ) :Nd 3.27%，Zn 0.5%，Zr 0.6%，Mg 為余量， 將上述鎂合金用線切割切成標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，放入箱式電阻爐中加熱525°C后保溫14h后水 冷。再將水冷后的鎂合金拉伸試樣進(jìn)行時(shí)效處理，處理?xiàng)l件為：放入箱式電阻爐中加熱到 250°C后保溫20min，取出后空冷。
[0019] 如圖1所示，鑄態(tài)時(shí)ZM6鎂合金的掃描電鏡照片，晶界析出有大量的共晶相。
[0020] 如圖2所示，固溶處理后的ZM6鎂合金的金相中，共晶相幾乎完全溶解。
[0021] 如圖3所示，經(jīng)時(shí)效處理后從晶界向晶內(nèi)形成了一些有序排列的球狀析出相（如 虛線所示）。
[0022] 對(duì)比例1
[0023] 與實(shí)施例1不同之處在于：采用傳統(tǒng)時(shí)效處理?xiàng)l件：放入箱式電阻爐中加熱到 200°C后保溫14h，取出后空冷。本例時(shí)效后析出大量平行于{1100}面的盤狀析出相，如圖 4所示。
[0024] 經(jīng)實(shí)施例1和對(duì)比例1熱處理的試樣室溫拉伸性能測試結(jié)果見表1。
[0025] 表1經(jīng)實(shí)施例1和對(duì)比例1熱處理的ZM6鎂合金室溫力學(xué)性能
[0027] 實(shí)施例2
[0028] 所用 ZM6 鎂合金成分為（wt. % ) :Nd 3. 27%，Zn 0· 5%，Zr 0· 6%，Mg 為余量， 將上述鎂合金用線切割切成標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，放入箱式電阻爐中加熱525°C后保溫14h后水 冷。再將水冷后的鎂合金拉伸試樣進(jìn)行時(shí)效處理，處理?xiàng)l件為：放入箱式電阻爐中加熱到 275°C后保溫20min，取出后空冷。
[0029] 經(jīng)實(shí)施例2和對(duì)比例1熱處理的試樣室溫拉伸性能測試結(jié)果見表2。
[0030] 表2經(jīng)實(shí)施例2和對(duì)比例1熱處理的ZM6鎂合金室溫力學(xué)性能
[0032] 以上對(duì)發(fā)明的具體實(shí)例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定 的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形及修改，這不影響本 發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種對(duì)ZM6鎂合金鑄件進(jìn)行快速時(shí)效的熱處理工藝，其特征在于：該工藝首先將ZM6 鎂合金鑄件進(jìn)行固溶處理，取出后冷卻；然后將其在熱處理爐中進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效處理溫 度225~325°C，保溫lOmin~2h，取出后冷卻。2. 按照權(quán)利要求1所述的對(duì)ZM6鎂合金鑄件進(jìn)行快速時(shí)效的熱處理工藝，其特征在于： 所述固溶處理的溫度為500~545°C，時(shí)間為5~24h。3. 按照權(quán)利要求1所述的對(duì)ZM6鎂合金鑄件進(jìn)行快速時(shí)效的熱處理工藝，其特征在于： 所述固溶處理后的冷卻方式為水冷、油冷或空冷。4. 按照權(quán)利要求1所述的對(duì)ZM6鎂合金鑄件進(jìn)行快速時(shí)效的熱處理工藝，其特征在于： 所述時(shí)效處理后的冷卻方式為水冷、油冷或空冷。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對(duì)ZM6鎂合金鑄件進(jìn)行快速時(shí)效的熱處理工藝，屬于金屬結(jié)構(gòu)材料的熱處理技術(shù)領(lǐng)域。該工藝首先將ZM6鎂合金鑄件進(jìn)行固溶處理，取出冷卻；然后將其在熱處理爐中進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)效處理溫度225～325℃，保溫10min～2h，取出后冷卻。本發(fā)明利用短時(shí)高溫處理，促使在基體中形成有序排列的球狀相，可以使ZM6鎂合金鑄件的屈服強(qiáng)度顯著提高，與傳統(tǒng)時(shí)效處理相比大大縮短了時(shí)效處理時(shí)間，提高生產(chǎn)效率、降低成本，有重要的生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】C22F1/06
【公開號(hào)】CN105420648
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410459029
【發(fā)明人】陳榮石, 吳迪, 王文輝, 柯偉
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院金屬研究所
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2014年9月10日