一種高強度高延展性鎂鋁合金的加工方法技術

本發明專利技術公開了一種高強度高延展性鎂鋁合金的加工工藝，本工藝中，兩種稀土鑭系金屬的加入明顯提高了晶粒細化程度，提高了鎂鋁合金的強度；軋制之后的鎂鋁合金經過冷卻水通道迅速冷卻，提高了延展性以及可加工性；特殊的結晶器設計極大提高了結晶器冷卻水效率，降低所需水壓以及冷卻水用量；二次利用結晶器冷卻水出水來對軋制之后的鎂鋁合金進行冷卻，降低了能量消耗。

【技術實現步驟摘要】
一種高強度高延展性鎂鋁合金的加工方法
本專利技術涉及合金加工領域，特別是涉及一種高強度高延展性鎂鋁合金的加工工藝領域。
技術介紹
鎂是一種質輕、性能優良的金屬，在我國有豐富的礦產資源。然而，由于單質鎂化學性質活潑、質地較軟，不適宜工業加工、應用。因此，鎂的主要應用在于制造鎂合金，以改善其物理化學性能。目前市場上有多種鎂合金，鎂鋁合金是其中非常重要的一種。鎂鋁合金具有熔點適中易加工、密度小質量輕、物理化學性能穩定等優點，在工業產業上具有十分重要的應用，譬如鎂合金DVD門蓋板良好的剛性、尺寸穩定性和導熱性不僅比塑料門蓋板更為輕薄，同時也避免了因受熱引起老化變形而導致的功能性故障；筆記本電腦、手機等金屬外殼也將鎂鋁合金作為首選，得益于其良好的強度、剛性以及尺寸穩定性。鎂鋁合金加工方法以鑄造為主，而壓鑄又占據著鎂鋁合金加工中的主導地位。進入21世紀，鎂鋁合金壓鑄件呈現持續、快速的增長趨勢。隨著應用范圍的不斷加大，各個行業對高性能鎂鋁合金結構件的結構性能有了更高的要求，尤其是高強度以及高延展性能，以適于加工以及使用。另一方面，鑄造行業是機械制造行業中能耗大、污染高的行業，如何在鎂鋁合金加工壓鑄過程中符合節能、降低污染以及清潔生產等環保要求，在日益受到人們重視的環境保護領域也顯得十分重要。
技術實現思路
為了解決現有技術的上述不足，本專利技術的目的是提供一種鎂鋁合金的加工工藝，該工藝能夠提供一種高強度高延展性的鎂鋁合金。另一方面，本工藝能夠提高加工過程中的能源利用效率，有效實現節能減排。為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：一種高強度高延展性鎂鋁合金的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將原料鎂和鋁按照一定比例混合，150℃下保溫2h，置于熔煉裝置中進行熔煉，然后加入兩種稀土鑭系金屬，再進行精煉，精煉時間為1-1.5h，整個過程用炭黑覆蓋熔液；(2)將步驟(1)中所得鎂鋁合金熔液經過結晶器進行連續澆鑄，澆鑄溫度為800-950℃，澆鑄速度為20-25米/小時，其中結晶器中水壓為2-2.5KPa；(3)將澆鑄后的合金進行軋制，由帶材軋機帶動進入軋機進行軋制，保持軋制溫度為700-850℃；(4)將軋制后的鎂鋁合金經過冷卻水通道進行快速冷卻，冷卻至100℃下以消除應力。優選地，原料鎂與鋁的質量比為1:3。優選地，所述兩種稀土鑭系金屬分別為鐠和鈰，二者加入的總質量不大于原料鎂質量的1/50。優選地，步驟(2)中結晶器由內外兩層構成，內層兩端通過凸臺結構與外層密封連接，形成中空結構以構成冷卻水通道，所述冷卻水通道為螺旋形環繞上升結構，冷卻水通道內的內外兩層層壁分別設置橫向擋板結構；結晶器上下兩端分別設置進水口和出水口以供冷卻水流通。優選地，步驟(4)中冷卻水通道的進水口連接步驟(2)結晶器中出水口，由結晶器出水為冷卻水通道提供冷卻水。本專利技術具有以下有益效果：兩種稀土鑭系金屬的加入明顯提高了晶粒細化程度，提高了鎂鋁合金的強度；軋制之后的鎂鋁合金經過冷卻水通道迅速冷卻，提高了延展性以及可加工性；螺旋形水道以及橫向錯落擋板的設計利于結晶器內冷卻水的對流，極大提高了結晶器冷卻水效率，降低所需水壓以及冷卻水用量；二次利用結晶器冷卻水出水來對軋制之后的鎂鋁合金進行冷卻，降低了能量消耗。附圖說明圖1為本專利技術結晶器的結構示意圖。圖2為本專利技術冷卻水通道內橫向擋板結構示意圖。具體實施方式為了更好的理解本專利技術，下面通過實施例對本專利技術進一步說明，實施例只用于解釋本專利技術，不會對本專利技術構成任何的限定。實施例1一種高強度高延展性鎂鋁合金的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將原料鎂和鋁按照1:3質量比混合，150℃下保溫2h，置于熔煉裝置中進行熔煉，然后加入兩種稀土鑭系金屬鐠和鈰，二者質量總和為原料鎂質量的1/50，再進行精煉，精煉時間為1h，整個過程用炭黑覆蓋熔液；(2)將步驟(1)中所得鎂鋁合金熔液經過結晶器進行連續澆鑄，澆鑄溫度為800℃，澆鑄速度為20米/小時，其中結晶器中水壓為2KPa；(3)將澆鑄后的合金進行軋制，由帶材軋機帶動進入軋機進行軋制，保持軋制溫度為700℃；(4)將軋制后的鎂鋁合金經過冷卻水通道進行快速冷卻，冷卻至100℃下以消除應力。實施例2一種高強度高延展性鎂鋁合金的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將原料鎂和鋁按照1:3質量比混合，150℃下保溫2h，置于熔煉裝置中進行熔煉，然后加入兩種稀土鑭系金屬鐠和鈰，二者質量總和為原料鎂質量的1/50，再進行精煉，精煉時間為1.5h，整個過程用炭黑覆蓋熔液；(2)將步驟(1)中所得鎂鋁合金熔液經過結晶器進行連續澆鑄，澆鑄溫度為950℃，澆鑄速度為25米/小時，其中結晶器中水壓為2.5KPa；(3)將澆鑄后的合金進行軋制，由帶材軋機帶動進入軋機進行軋制，保持軋制溫度為850℃；(4)將軋制后的鎂鋁合金經過冷卻水通道進行快速冷卻，冷卻至100℃下以消除應力。實施例3一種高強度高延展性鎂鋁合金的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將原料鎂和鋁按照1:3質量比混合，150℃下保溫2h，置于熔煉裝置中進行熔煉，然后加入兩種稀土鑭系金屬鐠和鈰，二者質量總和為原料鎂質量的1/60，再進行精煉，精煉時間為1h，整個過程用炭黑覆蓋熔液；(2)將步驟(1)中所得鎂鋁合金熔液經過結晶器進行連續澆鑄，澆鑄溫度為950℃，澆鑄速度為20米/小時，其中結晶器中水壓為2.5KPa；(3)將澆鑄后的合金進行軋制，由帶材軋機帶動進入軋機進行軋制，保持軋制溫度為700℃；(4)將軋制后的鎂鋁合金經過冷卻水通道進行快速冷卻，冷卻至100℃下以消除應力。其中，步驟(2)中結晶器如圖1所示，由內外兩層構成，內層兩端通過凸臺結構與外層密封連接，形成中空結構以構成冷卻水通道，所述冷卻水通道為螺旋形環繞上升結構；如圖2所示，冷卻水通道內的內外兩層層壁分別設置橫向擋板結構；結晶器上下兩端分別設置進水口和出水口以供冷卻水流通。步驟(4)中冷卻水通道的進水口連接步驟(2)結晶器中出水口，由結晶器出水為冷卻水通道提供冷卻水。實施例4一種高強度高延展性鎂鋁合金的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將原料鎂和鋁按照1:3質量比混合，150℃下保溫2h，置于熔煉裝置中進行熔煉，然后加入兩種稀土鑭系金屬鐠和鈰，二者質量總和為原料鎂質量的1/80，再進行精煉，精煉時間為1.3h，整個過程用炭黑覆蓋熔液；(2)將步驟(1)中所得鎂鋁合金熔液經過結晶器進行連續澆鑄，澆鑄溫度為900℃，澆鑄速度為22米/小時，其中結晶器中水壓為2.3KPa；(3)將澆鑄后的合金進行軋制，由帶材軋機帶動進入軋機進行軋制，保持軋制溫度為800℃；(4)將軋制后的鎂鋁合金經過冷卻水通道進行快速冷卻，冷卻至100℃下以消除應力。其中，步驟(2)中結晶器由內外兩層構成，內層兩端通過凸臺結構與外層密封連接，形成中空結構以構成冷卻水通道，所述冷卻水通道為螺旋形環繞上升結構，冷卻水通道內的內外兩層層壁分別設置橫向擋板結構；結晶器上下兩端分別設置進水口和出水口以供冷卻水流通。其中，步驟(4)中冷卻水通道的進水口連接步驟(2)結晶器中出水口，由結晶器出水為冷卻水通道提供冷卻水。實施例5一種高強度高延展性鎂鋁合金的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：(1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高強度高延展性鎂鋁合金的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將原料鎂和鋁按照一定比例混合，150℃下保溫2h，置于熔煉裝置中進行熔煉，然后加入兩種稀土鑭系金屬，再進行精煉，精煉時間為1?1.5h；(2)將步驟(1)中所得鎂鋁合金熔液經過結晶器進行連續澆鑄，澆鑄溫度為800?950℃，澆鑄速度為20?25米/小時；(3)將澆鑄后的合金進行軋制，由帶材軋機帶動進入軋機進行軋制，保持軋制溫度為700?850℃；(4)將軋制后的鎂鋁合金經過冷卻水通道進行快速冷卻，冷卻至100℃下以消除應力。

【技術特征摘要】
1.一種高強度高延展性鎂鋁合金的加工方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將原料鎂和鋁按照一定比例混合，150℃下保溫2h，置于熔煉裝置中進行熔煉，然后加入兩種稀土鑭系金屬，再進行精煉，精煉時間為1-1.5h；(2)將步驟(1)中所得鎂鋁合金熔液經過結晶器進行連續澆鑄，澆鑄溫度為800-950℃，澆鑄速度為20-25米/小時；(3)將澆鑄后的合金進行軋制，由帶材軋機帶動進入軋機進行軋制，保持軋制溫度為700-850℃；(4)將軋制后的鎂鋁合金經過冷卻水通道進行快速冷卻，冷卻至100℃下以消除應力。2.根據權利要求1所述的高強度高延展性鎂鋁合金的加工方法，其特征在于：原料鎂與鋁的質量比為1:3。3.根據權利要求1所述的高強度高延展性鎂鋁合金的加工方法，其特征在于：步驟(1)中所述兩種稀土鑭系金屬分別為鐠和鈰，二者加入的總質量不大于原料...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王海燕，
申請(專利權)人：東莞市佳乾新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44