本发明属于工程与材料制备,具体涉及到一种差温超高速挤压镁合金的方法。
背景技术:
1、挤压成形是制造简单或复杂形状金属零件(如板材、棒材或型材)的关键工艺,挤压态合金往往比铸态合金表现出更高的强度和延展性。对于镁合金来说,挤压加工有利于镁合金获得细小的晶粒组织,显著提高镁合金的力学性能。但镁合金较差的成形性使得挤压速度较低,无疑会增加生产成本,降低生产效率,限制高强度镁合金的实际使用。
2、为了使镁合金挤压制品在工业上得到广泛的应用,同时达到高强度和高可挤压性是十分必要的,近年来的研究重点是通过引入稀土和其他合金元素形成富含re的金属间相,从而开发具有优异成形性和延展性的高强度镁合金,尽管这些金属间相在变形加工过程中对合金的强化至关重要,但其中一些金属间相也会显著降低合金的成形性能,提高合金的变形抗力,缩小塑性加工的有效窗口;因此,合金化对改善其挤压性的作用是相当有限的。
3、镁合金挤压过程中通常采用传统的等温挤压方法生产镁合金制品,这种方式中模具和坯料预热温度相同,使得挤压过程中温升大,晶粒生长剧烈,导致晶粒粗大,晶界强化效果减弱;此外,镁合金在高温下应力较低,表面耐摩擦能力较差,在高温下易形成表面裂纹。
4、因此,为了更好地利用挤压技术,需要克服传统等温挤压的缺点,设计一种可超高速挤压的新型高强度镁合金的挤压方法。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题,提出了本发明。
3、因此,本发明的目的是,克服现有技术中的不足,提供一种可差温超高速挤压镁合金及其制备方法,本发明的高强高速挤压镁合金具备良好的强塑性和超高速挤压成形能力。
4、为解决上述技术问题,本发明提供了如下技术方案:一种差温超高速挤压镁合金的方法,包括,
5、将固溶态镁合金通过差温挤压变形处理后空冷至室温,获得多组分高强度挤压态mg-bi基合金;
6、其中,所述差温挤压变形为将镁合金铸锭和挤压模具分别在400℃和300℃下分别预热2h;
7、挤压时的铸锭温度为400℃,模具温度为300℃,挤压比为278:1,挤压速度为83 m/min。
8、作为本发明所述方法的一种优选方案,其中:所述多组分高强度挤压态mg-bi基合金,以各金属元素的质量百分比计,包括5.0 wt.% bi、3.0 wt.% al、1.0 wt.% zn、0.2wt.% mn,余量为镁。
9、作为本发明所述方法的一种优选方案,其中:固溶态镁合金的制备方法包括,
10、按照合金组分配比,选用纯镁锭、纯铋锭、纯铝锭、纯锌颗粒和中间合金mg-10mn作为原料,将原料在第一设定温度下预热处理;
11、在sf6和co2保护气下,将纯镁在第二设定温度下保温,再升温至第三设定温度使得纯镁熔化;
12、加入纯铋锭、纯铝锭、纯锌颗粒和中间合金,加热熔化,在第四设定温度下搅拌并保温后,吹入氩气进行精炼并清渣,获得多元微合金化镁合金熔体;
13、将获得的多元微合金镁合金熔体浇注到钢模具中获得多元微合金化镁合金铸锭;
14、将获得的镁合金铸锭通过丝电极切割加工成设定规格大小的mg-bi基合金,在第五设定温度下固溶处理后空冷至室温,得到固溶态镁合金。
15、作为本发明所述方法的一种优选方案,其中:所述第一设定温度为150℃,预热处理时间为90min。
16、作为本发明所述方法的一种优选方案,其中:所述第二设定温度为500℃,保温时间为60min。
17、作为本发明所述方法的一种优选方案,其中:所述第三设定温度为750℃。
18、作为本发明所述方法的一种优选方案,其中:所述第四设定温度为720℃,保温时间为20min。
19、作为本发明所述方法的一种优选方案,其中:所述第五设定温度为450℃,保温时间为12h。
20、本发明有益效果:
21、(1)本发明通过合金组分优化设计和差温挤压工艺的协同作用,不仅实现了挤压态mg-bi基合金的超高速挤压,挤压速度首次达到83m/min,极大程度的提高了生产效率;同时还细化了组织,实现了强塑性的协同提升,完成了可超高速挤压的高强度镁合金的制备,优于现有技术。
22、(2)本发明首次提出一种差温超高速挤压镁合金的方法,针对当前都是采用的常规的等温挤压工艺,本发明首次采用的是差温挤压工艺,突破了等温挤压中挤压速度的限制,镁合金挤压速度首次达到83m/min,通常来说,提高挤压速度会降低合金的强度,但本发明实现了挤压速度、强度和塑性的协同提升,具有突出的技术贡献。
1.一种差温超高速挤压镁合金的方法,其特征在于:包括,
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述多组分高强度挤压态mg-bi基合金,以各金属元素的质量百分比计,包括5.0 wt.% bi、3.0 wt.% al、1.0 wt.% zn、0.2 wt.% mn,余量为镁。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述固溶态镁合金的制备方法包括,
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述第一设定温度为150℃,预热处理时间为90min。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述第二设定温度为500℃,保温时间为60min。
6.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述第三设定温度为750℃。
7.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述第四设定温度为720℃,保温时间为20min。
8.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述第五设定温度为450℃,保温时间为12h。