CN104630668A

CN104630668A - 一种AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法

Info

Publication number: CN104630668A
Application number: CN201510033234.0A
Authority: CN
Inventors: 胡勇
Original assignee: East China Jiaotong University
Current assignee: East China Jiaotong University
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2015-05-20

Abstract

本发明涉及一种AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法。该AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法包括以下步骤：(1)、将AZ91D镁合金熔化；(2)、当温度达到700℃时，加入质量分数为0％-2.0％的稀土钆，保温15min，将熔体浇注成铸态棒料以获得AZ91-XGd合金；(3)、将AZ91-XGd合金进行等温处理，等温温度为570℃～585℃，等温时间为15min～45min之间，促使坯料组织演变为球状组织，从而得到AZ91-XGd合金半固态坯料。针对上述现有技术，本发明提供一种工艺简单，安全可靠，球状晶粒组织细小，圆整度较好，完全满足其后续触变成形的要求的AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法。

Description

一种AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法。

背景技术

镁及镁合金具有比强度、比刚度高，减振性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，在汽车、电子、电器、交通、航空航天和国防军事工业领域具有极其重要的应用价值和广阔的前景，是继钢铁和铝合金之后发展起来的第三类金属结构材料，并称之为21世纪的绿色工程材料。由于半固态金属中含有液相，与传统塑性成形相比，需更小的力便可成形。

目前，半固态坯料的制备方法有：机械搅拌法、电磁搅拌法、应力诱变熔体激活法、高能超声法和等温处理法等。等温处理法简化了非枝晶坯料的制备步骤，工艺简单，设备费用投入少。因此，越来越受到人们的关注。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种工艺简单，安全可靠，球状晶粒组织细小，圆整度较好，完全满足其后续触变成形的要求的AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法，包括以下步骤：

(1)、将AZ91D镁合金熔化；

(2)、当温度达到700℃时，加入质量分数为0％-2.0％的稀土钆，保温15min，将熔体浇注成铸态棒料以获得AZ91-XGd合金；

(3)、将AZ91-XGd合金进行等温处理，等温温度为570℃～585℃，等温时间为15min～45min之间，促使坯料组织演变为球状组织，从而得到AZ91-XGd合金半固态坯料。

所述步骤(2)中加入质量分数为1.5％的稀土钆。

所述步骤(3)中等温温度为585℃，等温时间为30min。

所述步骤(3)中通过覆盖石墨及覆盖剂防止镁合金氧化燃烧。

本发明所带来的有益效果是：

本发明中，一种AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法工艺简单，安全可靠，球状晶粒组织细小，圆整度较好，完全满足其后续触变成形的要求。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1为当等温温度为585℃，等温时间为30min时，稀土Ce质量分数分别为(a)0、(b)1.0％、(c)1.5％、(d)2.0％时对半固态AZ91D镁合金组织的影响的晶相图。

图2为等温时间为30min时，等温温度分别为(a)570℃、(b)575℃、(c)580℃、(d)585℃时对AZ91D-1.5％Gd合金半固态组织的影响的晶相图。

图3为等温温度为585℃时，等温时间分别为(a)15min、(b)30min、(c)45min时对AZ91D-1.5％Gd合金半固态组织的影响的晶相图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明的内容进行进一步描述，但这些实施例并不限制本发明的保护范围：

实施例一：

作为本发明所述AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法的实施例，包括以下步骤：

(1)、将AZ91D镁合金熔化；

(2)、当温度达到700℃时，加入质量分数为1.5％的稀土钆，保温15min，将熔体浇注成铸态棒料以获得AZ91D-1.5％Gd合金；

(3)、将AZ91D-1.5％Gd合金进行等温处理，等温温度为585℃，等温时间为30min，促使坯料组织演变为球状组织，从而得到AZ91D-1.5％Gd合金半固态坯料。

本实施例中，所述步骤(3)中通过覆盖石墨及覆盖剂防止镁合金氧化燃烧。

实施例二：

作为本发明所述AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法的实施例，与实施例一的区别在于，本实施例中，(1)、将AZ91D镁合金熔化；(2)、当温度达到700℃时，加入质量分数为1.0％的稀土钆，保温15min，将熔体浇注成铸态棒料以获得AZ91D-1.0％Gd合金；(3)、将AZ91D-1.0％Gd合金进行等温处理，等温温度为580℃，等温时间为15min，促使坯料组织演变为球状组织，从而得到AZ91D-1.0％Gd合金半固态坯料。

本实施例中，其余结构及有益效果均与实施例一一致，这里不再一一赘述。

实施例三：

作为本发明所述AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法的实施例，与实施例一的区别在于，本实施例中，(1)、将AZ91D镁合金熔化；(2)、当温度达到700℃时，加入质量分数为2.0％的稀土钆，保温15min，将熔体浇注成铸态棒料以获得AZ91D-2.0％Gd合金；(3)、将AZ91D-2.0％Gd合金进行等温处理，等温温度为570℃，等温时间为45min，促使坯料组织演变为球状组织，从而得到AZ91D-2.0％Gd合金半固态坯料。

图1为等温温度为585℃，等温时间为30min时，不同稀土钆含量对半固态AZ91D镁合金组织的影响。未加稀土钆时，组织中出现了块状晶粒，晶粒与晶粒之间被液相薄膜分开，液相含量较少。当加入1％的稀土钆时，晶粒一部分被液相薄膜分开，一部分被液相分开，晶粒较粗大。当加入1.5％的稀土钆时，液相含量明显增多，晶粒完全被液相分离，晶粒主要为蔷薇状和类球状，晶粒尺寸明显变小。当加入2％的稀土钆时，液相含量变少，晶粒为不规则的多边形，晶粒与晶粒直接被液相薄膜分开。由图1可知，稀土钆含量为1.5％时，所获得的半固态组织较好。

图2为等温30min时，不同保温温度对AZ91D-1.5％Gd合金半固态组织的影响。当保温温度为570℃和575℃时，液相含量较少，初生α-Mg相主要为块状晶粒，晶粒被液相薄膜分开。当保温温度为580℃时，液相含量增加，初生α-Mg颗粒一部分被液相薄膜分开，一部分被液相分开，晶粒主要成花朵状和条状。当保温温度为585℃时，液相含量进一步增加，晶粒完全被液相分开，晶粒主要为蔷薇状和类球状。进一步提高保温温度，发现试样变形非常严重，液相大量流失，不适合半固态触变成形。基于上述分析，适合触变成形的保温温度为585℃。

图3AZ91D-1.5％Gd合金在585℃等温，不同等温时间的半固态组织。当等温时间为15min时，初生α-Mg相被液相薄膜分开，晶粒内部存在“小液池”。当保温温度为30min时，液相含量明显增多，初生α-Mg相主要呈蔷薇状及类球状。当保温温度为45min时，初生α-Mg开始合并长大。

Claims

1.一种AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、将AZ91D镁合金熔化；

2.如权利要求1所述的AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中加入质量分数为1.5％的稀土钆。

3.如权利要求1或2所述的AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中等温温度为585℃，等温时间为30min。

4.如权利要求3所述的AZ91-XGd合金半固态坯料的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中通过覆盖石墨及覆盖剂防止镁合金氧化燃烧。