本發明專利技術涉及一種大規格高強鎂合金擠壓材的熱處理工藝，其合金成分為（ｗｔ．％）：Ｇｄ：６－１３％，Ｙ：２－６％，Ｚｒ：０．３－０．８％，其余為Ｍｇ及不可去除的雜質元素。熱處理工藝具體步驟為：采用半連續鑄造而成的鎂合金鑄錠進行均勻化處理，處理工藝為４４５℃－４５５℃／５ｈ＋５３５℃－５４５℃／１５ｈ；將均勻化后的該鎂合金鑄錠擠壓成形，得到大尺寸擠壓板材和棒材，對擠壓產品進行人工時效處理２００－２２０℃／２０－６４ｈ。該鎂合金強度得到大幅度提高，時效后擠壓板材的抗拉強度＞４６０ＭＰａ，屈服強度＞３９０ＭＰａ；時效后擠壓棒材的抗拉強度達到＞４５５ＭＰａ，屈服強度＞４００ＭＰａ。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種大規格高強鎂合金擠壓材的熱處理工藝，特別是一種含釓、釔的 Mg-Gd-Y-Zr稀土鎂合金的熱處理工藝，通過熱處理使擠壓鎂合金制品的強度大于450MPa。
技術介紹
鎂合金具有比強度比剛度高，導熱導電性能好，并具有很好的電磁屏蔽、阻尼減振 性、切削加工性以及加工成本低等優點，因而在航空航天領域、國防軍工領域、交通運輸領 域以及3C領域有廣闊的應用前景。然而現有的鎂合金牌號其抗拉強度都低于400MPa，大多 在250-350MPa之間，鎂合金的低強度限制了其在航天航空和汽車工業領域里的廣泛應用， 因此如何提高強鎂合金的強度一直是世界各國的研究熱點。由于稀土元素可以顯著改善鎂 合金的鑄造性能、力學性能、耐腐蝕性能以及耐高溫性能，稀土鎂合金一直是高強鎂合金研 究的一個重要方向。我國豐富的稀土資源為開發研究稀土鎂合金提供了獨特的優勢。人們 對Mg-GdHr合金進行了大量理論研究，研究結果表明，稀土元素釓、釔的加入可以通過 影響合金的沉淀析出動力學和沉淀相的體積分數而提高合金的性能；另一方面鋯元素的加 入可顯著細化合金晶粒，從而進一步改善合金的力學性能。然而，目前對該合金的研究主要 還處在實驗室階段，至今還沒有研制出可廣泛應用于工業實際的大規格鎂合金材料。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種大規格高強鎂合金擠壓材的熱處理工藝，從而拓寬鎂 合金的應用范圍。本專利技術所涉及的是采用半連續鑄造制得大規格鎂合金鑄錠(尺寸為 0 97mm-310mm,長度 > 5000mm)。合金成分為(wt. % ) :Gd :6_13 %, Y :2_6 %, Zr 0.3-0.8%，其余為Mg及不可去除的雜質元素。鑄錠在經過均勻化處理之后，采用擠壓成 形，獲得大規格鎂合金板材(規格為10-35mm(厚)X50-180mm(寬)X大于2000mm(長)) 和棒材(規格為Φ20-60ι πιΧ大于3000mm(長))。實現本專利技術的技術方案首先對鎂合金鑄錠進行均勻化處理，鑄錠先在 4450C _455°C保溫5小時，然后在535°C _545°C保溫15小時，然后空冷到室溫；均勻化處理 后對合金進行擠壓成形；擠壓后的合金進行人工時效處理，處理工藝為將擠壓產品加熱 到220°C保溫20小時，之后空冷至室溫。稀土鎂合金在凝固過程中由于有較大的結晶溫度間隔，在形成的鑄錠中很容易造 成成份偏析，另外大規格鑄錠在結晶過程中內部溫度的不均勻更加劇了這種成份偏析，從 而嚴重地影響合金的加工性能和使用性能。現有鎂合金均勻化工藝只能用來處理Φ90πιπι 以下的鎂合金注定，而通過本專利技術的雙級均勻化處理工藝可以完全消除大鑄錠鑄造組織中 的嚴重偏析，從而獲得組織成份均勻的合金材料。將擠壓后態合金在200-220°C時效，時效 后合金內部會析出強化相使合金強度提高，在此時效工藝下時效析出相在擠壓合金橫截面 縱截面分布均勻彌散，強化效果顯著。根據GB/T228-2002對該合金進行力學性能測試，結3果如表1所示，可見時效后合金的力學性能得到了較大提高。 附圖說明圖1 本專利技術所涉及到的擠壓板材實物照片；圖2 本專利技術所涉及到的擠壓棒材實物照片(Φ22)；圖3 本專利技術所涉及到的擠壓棒材實物照片(Φ30)；具體實施例方式本專利技術所用的材料是一種稀土鎂合金，即Mg-Gd-Y-Zr，組成重量百分比為Gd 6-13%，Y:2-6%，Zr :0. 3-0.8%，其余為Mg。本專利技術采用半連續鑄造獲得合金材料。經過 雙級均勻化后對鑄錠進行熱擠壓，然后對擠壓產品進行時效處理，以下通過具體的實施例 對本專利技術的技術方案和效果作進一步的說明。實施例1:將Φ97πιπι半連續鑄錠先在445°C保溫5小時，然后在535°C保溫15小時，空冷至室溫；將均勻化后的錠坯進行擠壓成Φ 22mm棒材，擠壓后將棒材加熱至200°C，保溫64 小時，空冷到室溫。本專利技術熱處理工藝處理之后，材料的強度性能如表1所示。實施例2:將Φ 129mm半連續鑄錠先在450°C保溫5小時，然后在540°C保溫15小時，空冷至室溫；將均勻化后的0129111111錠坯擠壓成030111111棒材，擠壓后將棒材加熱至2201，保溫 20小時，空冷到室溫。本專利技術熱處理工藝處理之后，材料的強度性能如表1所示。實施例3:將Φ 210mm半連續鑄錠先在455°C保溫5小時，然后在545°C保溫15小時，空冷至室溫；將均勻化后的Φ210πιπι鑄錠擠壓成寬150mm、厚20mm板材，擠壓后將板材加熱至 2200C，保溫20小時，空冷到室溫。本專利技術熱處理工藝處理之后，材料的強度性能如表1所示。表1.本專利技術處理前后合金力學性能表權利要求一種大規格高強鎂合金擠壓材的熱處理工藝，合金成分的質量百分比為，Gd6 13％，Y2 6％，Zr0.3 0.8％，其余為Mg及不可去除的雜質元素，其特征在于熱處理工藝步驟如下雙級均勻化處理工藝將半連續鑄造鎂合金錠坯先在445℃ 455℃保溫5小時，然后在535℃ 545℃保溫15小時，然后空冷到室溫；時效處理工藝均勻化處理后的所述鎂合金鑄錠進行擠壓成形，擠壓后得到的鎂合金制品加熱至200 220℃，保溫20 64小時，空冷到室溫。全文摘要本專利技術涉及一種大規格高強鎂合金擠壓材的熱處理工藝，其合金成分為(wt.％)Gd6-13％，Y2-6％，Zr0.3-0.8％，其余為Mg及不可去除的雜質元素。熱處理工藝具體步驟為采用半連續鑄造而成的鎂合金鑄錠進行均勻化處理，處理工藝為445℃-455℃/5h+535℃-545℃/15h；將均勻化后的該鎂合金鑄錠擠壓成形，得到大尺寸擠壓板材和棒材，對擠壓產品進行人工時效處理200-220℃/20-64h。該鎂合金強度得到大幅度提高，時效后擠壓板材的抗拉強度＞460MPa，屈服強度＞390MPa；時效后擠壓棒材的抗拉強度達到＞455MPa，屈服強度＞400MPa。文檔編號C22F1/06GK101914737SQ201010219698公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月7日 優先權日2010年7月7日專利技術者萬迎春, 劉楚明, 李慧中, 陳志永, 高永浩 申請人:中南大學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種大規格高強鎂合金擠壓材的熱處理工藝，合金成分的質量百分比為，Ｇｄ：６－１３％，Ｙ：２－６％，Ｚｒ：０．３－０．８％，其余為Ｍｇ及不可去除的雜質元素，其特征在于熱處理工藝步驟如下： 雙級均勻化處理工藝：將半連續鑄造鎂合金錠坯先在４４５℃－４５５℃保溫５小時，然后在５３５℃－５４５℃保溫１５小時，然后空冷到室溫； 時效處理工藝：均勻化處理后的所述鎂合金鑄錠進行擠壓成形，擠壓后得到的鎂合金制品加熱至２００－２２０℃，保溫２０－６４小時，空冷到室溫。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉楚明，高永浩，萬迎春，李慧中，陳志永，
申請(專利權)人：中南大學，
類型：發明
國別省市：43[中國|湖南]
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