一種利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法，該方法包括：在壓鑄過(guò)程中鎂合金鑄件脫模后立即放入水中利用壓鑄余熱進(jìn)行在線固溶；再將鎂合金壓鑄件轉(zhuǎn)移到烘干爐烘干；然后將鎂合金壓鑄件放入烘箱，在190℃～220℃進(jìn)行15～20小時(shí)保溫后空冷，進(jìn)行時(shí)效處理。本發(fā)明采用HBS?62.5數(shù)顯小負(fù)荷布氏硬度計(jì)測(cè)硬度，加載294N，加載時(shí)間20s，每個(gè)位置測(cè)試5次，取平均值為該點(diǎn)的硬度，壓鑄鎂合金的硬度為72.5HBS，而經(jīng)過(guò)在線固溶和時(shí)效處理后硬度為87.2HBS，經(jīng)過(guò)本發(fā)明處理后的壓鑄鎂合金的硬度比未處理前提高了20％左右，在線固溶和時(shí)效處理，可以有效地提高壓鑄鎂合金的硬度。
【專利說(shuō)明】
一種利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于提高壓鑄鎂合金硬度技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在鎂合金壓鑄件使用過(guò)程中，由于某些壓鑄鎂合金零件表面硬度較低導(dǎo)致在裝配使用時(shí)容易出現(xiàn)表面缺陷。為了提高壓鑄鎂合金的硬度，研究者們開發(fā)了多種新型鎂合金，添加稀土元素提高壓鑄鎂合金是常用的提高合金硬度及力學(xué)性能的方法。但是隨著稀土價(jià)格近年來(lái)急劇上漲，迫切需要減少稀土等合金元素使用量，充分利用低成本的熱處理來(lái)提高壓鑄件的抗壓力學(xué)性能，并且提高硬度。
[0003]類似的在線固溶工藝在以6063鋁合金為代表的Al-Mg-Si合金型材擠壓生產(chǎn)獲得了廣泛地應(yīng)用，在簡(jiǎn)化工藝流程、提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本等方面的取得重大經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但是在鎂合金壓鑄領(lǐng)域，這樣的工藝還很少研究和應(yīng)用。
[0004]特別是用于制造汽車零部件的壓鑄鎂合金，在裝配到鋼制結(jié)構(gòu)上時(shí)，鎂合金零部件的硬度不夠高，需要進(jìn)一步提高壓鑄鎂合金的硬度。而且鎂合金壓鑄過(guò)程凝固速度較快，合金組織處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，在服役溫度下壓鑄鎂合金的組織有可能向平衡組織轉(zhuǎn)變，從而導(dǎo)致性能退化，進(jìn)一步降低硬度，縮短零部件使用期限。目前利用余熱在線固溶并且進(jìn)行人工時(shí)效處理，提高壓鑄鎂合金硬度和其它抗壓力學(xué)性能的方法不完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法，旨在解決【背景技術(shù)】所述的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法，該利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法包括以下步驟:
[0007]在壓鑄過(guò)程中鎂合金鑄件脫模后立即放入水中利用壓鑄余熱進(jìn)行在線固溶；
[0008]再將鎂合金壓鑄件轉(zhuǎn)移到烘干爐烘干，烘箱溫度調(diào)整到200°C ±20 °C，保持30?40分鐘，目的是將壓鑄件上的水分完全蒸發(fā)，處理過(guò)程中在烘干爐上安裝換氣扇并盡量將壓鑄鎂合金零件保持一定的間距，為便于烘干過(guò)程中水份揮發(fā)，鎂合金壓鑄件保持間距為10?30mm;
[0009]然后將鎂合金壓鑄件放入烘箱，在190°C?220°C下，進(jìn)行15?20小時(shí)保溫后空冷(空冷到鎂合金壓鑄件溫度降到室溫，室溫通常為20°C)，進(jìn)行時(shí)效處理，通過(guò)細(xì)化晶粒改善壓鑄鎂合金的組織，提高壓鑄鎂合金的力學(xué)性能和硬度。
[0010]進(jìn)一步，鎂合金壓鑄件材料包括AZ9ID壓鑄鎂合金、AM50壓鑄鎂合金、添加0.5 %?2%的混合稀土的AZ91D壓鑄鎂合金。
[0011]進(jìn)一步，在壓鑄過(guò)程中鎂合金鑄件脫模后立即放入水中利用壓鑄余熱進(jìn)行在線固溶方法為:壓鑄過(guò)程結(jié)束以后在溫度為350 0C?400 0C時(shí)將壓鑄件放入水中進(jìn)行冷卻。
[0012]本發(fā)明提供一種利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法適用于壓鑄的各種形狀的鎂合金零件。
[0013]本發(fā)明采用HBS-62.5數(shù)顯小負(fù)荷布氏硬度計(jì)測(cè)硬度，加載294N(30kgf)，加載時(shí)間20s，每個(gè)位置測(cè)試5次，取平均值為該點(diǎn)的硬度，結(jié)果表明，壓鑄鎂合金的硬度為72.5HBS，而經(jīng)過(guò)在線固溶和時(shí)效處理后硬度為87.2HBS，
[0014]經(jīng)過(guò)本發(fā)明處理后的壓鑄鎂合金的硬度比未處理前提高了20%左右，因此，在線固溶和時(shí)效處理，可以有效地提高壓鑄鎂合金的硬度；
[0015]在壓鑄鎂合金零件上加工力學(xué)性能測(cè)試所用的試樣，通過(guò)萬(wàn)能力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試壓鑄鎂合金在線固溶處理前后的室溫下的抗壓強(qiáng)度、抗壓屈服強(qiáng)度等力學(xué)性能參數(shù)，
[0016]壓鑄鎂合金常溫下的力學(xué)性能分別是:抗壓強(qiáng)度178MPa，抗壓屈服強(qiáng)度157.3MPa;在線固溶并且時(shí)效處理后，常溫下的力學(xué)性能分別是:抗壓強(qiáng)度214MPa，抗壓屈服強(qiáng)度172MPa，以上均為三次測(cè)試的平均值。在線固溶處理及時(shí)效處理后壓鑄鎂合金的常溫下各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)均有提高，抗壓強(qiáng)度提高20%，抗壓屈服強(qiáng)度提高9.3%。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]如圖1所示:
[0020]—種利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法，該利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法包括以下步驟:
[0021]SlOl:在壓鑄過(guò)程中鎂合金鑄件脫模后立即放入水中利用壓鑄余熱進(jìn)行在線固溶；
[0022]S102:再將鎂合金壓鑄件轉(zhuǎn)移到烘干爐烘干，烘干溫度調(diào)整到200°C±20°C，保持30?40分鐘;
[0023]S103:然后將鎂合金壓鑄件放入烘箱，在190°C?220°C下，進(jìn)行15?20小時(shí)保溫后空冷，進(jìn)行時(shí)效處理，通過(guò)細(xì)化晶粒改善壓鑄鎂合金的組織，提高壓鑄鎂合金的力學(xué)性能和硬度。
[0024]烘干溫度調(diào)整到200°C±20°C，保持30?40分鐘，目的是將壓鑄件上的水分完全蒸發(fā)，處理過(guò)程中在烘干爐上安裝換氣扇并盡量將壓鑄鎂合金零件保持一定的間距;為便于烘干過(guò)程中水份揮發(fā)，鎂合金壓鑄件保持間距為10?30_;
[0025]然后將鎂合金壓鑄件放入烘箱，在190°C?220°C進(jìn)行15?20小時(shí)保溫后空冷(空冷到鎂合金壓鑄件溫度降到室溫，室溫通常為20°C)，進(jìn)行時(shí)效處理，通過(guò)細(xì)化晶粒改善壓鑄鎂合金的組織，提高壓鑄鎂合金的力學(xué)性能和硬度。
[0026]鎂合金壓鑄件材料包括AZ9ID壓鑄鎂合金、AM50壓鑄鎂合金、添加0.5 %?2 %的混合稀土的AZ91D壓鑄鎂合金。
[0027]在壓鑄過(guò)程中鎂合金鑄件脫模后立即放入水中利用壓鑄余熱進(jìn)行在線固溶方法為:壓鑄過(guò)程結(jié)束以后在溫度為350°C?400°C時(shí)將壓鑄件放入水中進(jìn)行冷卻。
[0028]本發(fā)明提供一種利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法，適用于壓鑄的各種形狀的鎂合金零件。
[0029]本發(fā)明壓鑄鎂合金材料不僅限于，AZ9ID壓鑄鎂合金、AM50壓鑄鎂合金、添加0.5 %?2%的混合稀土的AZ91D壓鑄鎂合金等。
[0030]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。
[0031]在臥式冷室壓鑄機(jī)上壓鑄AZ91D鎂合金零件，壓鑄機(jī)型號(hào):DCC630M，澆鑄溫度680°C，模具預(yù)熱溫度200°C，壓射比壓53MPa。壓鑄完成后，壓鑄件進(jìn)行在線固溶，就是將鎂合金壓鑄件在水中快速冷卻;在線固溶完成后，將壓鑄件從水中取出，在烘干箱烘干，放入烘箱，在200°C，保溫時(shí)間為20小時(shí)，隨后空冷，即為時(shí)效處理。
[0032]為了實(shí)現(xiàn)同時(shí)提高壓鑄鎂合金的硬度與抗壓強(qiáng)度的目標(biāo)，本發(fā)明提出了利用壓鑄在線固溶處理與時(shí)效處理結(jié)合的方法。該方法是在前一工藝過(guò)程(壓鑄)結(jié)束時(shí)創(chuàng)造出下一工藝過(guò)程(固溶)所必需的工藝條件，并從工藝設(shè)施或裝備上進(jìn)行適當(dāng)改革，從而把兩道工藝過(guò)程在線銜接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)“邊壓鑄邊固溶”。并且在線固溶處理后將鎂合金壓鑄件放入烘箱，在水份烘干后，進(jìn)行15?20小時(shí)保溫然后空冷的時(shí)效處理，從而實(shí)現(xiàn)壓鑄鎂合金的組織細(xì)化，以進(jìn)一步提高壓鑄鎂合金的硬度和抗壓強(qiáng)度。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法，其特征在于，該利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法包括以下步驟: 在壓鑄過(guò)程中鎂合金鑄件脫模后立即放入水中利用壓鑄余熱進(jìn)行在線固溶； 再將鎂合金壓鑄件轉(zhuǎn)移到烘干爐烘干;烘干溫度為2000C ±20°C，并保持30?40分鐘； 然后將鎂合金壓鑄件放入烘箱，在190°C?2200C下，進(jìn)行15?20小時(shí)保溫后空冷，進(jìn)行時(shí)效處理。2.如權(quán)利要求1所述的利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法，其特征在于，將鎂合金壓鑄件轉(zhuǎn)移到烘干爐烘干處理過(guò)程中在烘干爐上還需安裝換氣扇，鎂合金壓鑄件之間保持10?30mm間距； 所述將鎂合金壓鑄件放入烘箱，在190°C?2200C下，進(jìn)行15?20小時(shí)保溫后空冷，進(jìn)行時(shí)效處理中需空冷到鎂合金壓鑄件溫度降到室溫，室溫為20°C，進(jìn)行時(shí)效處理。3.如權(quán)利要求1所述的利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法，其特征在于，鎂合金壓鑄件材料包括AZ9ID壓鑄鎂合金、AM50壓鑄鎂合金、添加0.5 %?2 %的混合稀土的AZ91D壓鑄鎂合金。4.如權(quán)利要求1所述的利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法，其特征在于，在壓鑄過(guò)程中鎂合金鑄件脫模后立即放入水中利用壓鑄余熱進(jìn)行在線固溶方法為:壓鑄過(guò)程結(jié)束以后在溫度為350 0C?400 0C時(shí)將壓鑄件放入水中進(jìn)行冷卻，冷卻到室溫20 V。5.—種如權(quán)利要求1所述的利用余熱在線固溶提高壓鑄鎂合金硬度的方法適用于壓鑄的各種形狀的鎂合金零件。
【文檔編號(hào)】C22F1/06GK105908111SQ201610479015
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】徐玉磊, 崔開源, 趙永旺
【申請(qǐng)人】?jī)?nèi)蒙古科技大學(xué)