CN105921656A

CN105921656A - 制备细晶镁合金的减温变速率多向反复锻造方法

Info

Publication number: CN105921656A
Application number: CN201610230131.8A
Authority: CN
Inventors: 刘娟; 李居强; 崔振山
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2036-04-14
Also published as: CN105921656B

Abstract

一种制备细晶镁合金的减温变速率多向反复锻造方法，通过多次锻造、每次以不同的温度和速度进行锻造的方式，每次锻造完成后将坯料进行翻转从而实现将坯料加工成锻件，其中的翻转具体是指每次变形结束后将坯料翻转90°。本发明能够使得镁合金锻件具有均匀细小的晶粒组织，较轻的质量，较高的强度和良好的韧性，且操作简单、生产效率高，便于实施与应用。

Description

制备细晶镁合金的减温变速率多向反复锻造方法

技术领域

本发明涉及的是一种镁合金锻造领域的技术，具体是一种制备细晶镁合金的减温变速率多向反复锻造方法。

背景技术

镁合金作为目前最轻质的金属结构材料，具有较高的比刚度、比强度、良好的电磁屏蔽性、优异的阻尼减震性以及易于回收利用等优点。常用的镁合金多向反复锻造工艺多为等温多向反复锻造或减温多向反复锻造。但这些工艺生产效率低、晶粒细化效果有限，难以应用于工业生产。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101332560B，公开日为2010年08月25日，公开了一种提高高强度变形镁合金阻尼性能的塑性加工工艺，包括以下步骤：挤压塑性变形：将镁合金铸锭在挤压机上进行挤压，工艺参数为：挤压温度350℃-400℃，挤压比为9-15，挤压速度为2-8m/min，且速度恒定；镦粗型锻造处理：将挤压塑性变形后的变形镁合金在380℃-400℃温度下保温1-2小时后再镦粗，镦粗时镁合金锭温度为315℃-375℃。该技术通过挤压和镦粗相结合的方式生产高强度变形镁合金，但由于其变形道次较少，晶粒细化效果有限，难以获得具有较高性能的镁合金产品。

H.Miura等人发表在第2011年Materials Science and Engineering A，第528期的论文“Multi-directional forging of AZ61Mg alloy under decreasing temperatureconditions andimprovement of its mechanical properties”公开了对镁合金减温多向反复锻造过程中微观组织演化的研究，但该研究仅通过逐道次降低变形温度细化晶粒，其应变速率为0.003s^-1，生产效率低，并且未涉及通过改变应变速率细化晶粒。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种制备细晶镁合金的减温变速率多向反复锻造方法，能够使得镁合金锻件具有均匀细小的晶粒组织，较轻的质量，较高的强度和良好的韧性，且操作简单、生产效率高，便于实施与应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明通过多次锻造、每次以不同的温度和速度进行锻造的方式，每次锻造完成后将坯料进行翻转从而实现将坯料加工成锻件，其中的翻转具体是指每次变形结束后将坯料翻转90°。

所述的锻造温度范围为280～350℃，锻造速度范围为1～32mm/s。

本发明具体包括以下步骤：

1)加热模具和坯料至温度T₁；

2)在温度T₁下，以速度V₁对坯料进行锻造，坯料变形结束后将其翻转90°；

3)在温度T₂下，以速度V₂对坯料进行锻造，坯料变形结束后将其翻转90°；

4)在温度T₃下，以速度V₃对坯料进行锻造，坯料变形结束后将其翻转90°；

5)在温度T₄下，以速度V₄对坯料进行锻造，坯料变形结束后即得到最终锻件。

所述的步骤1)具体包括：

1.1)下料，根据成型制品的形状制作坯料；

1.2)加热模具使其温度达到T₁；

1.3)加热坯料，先将坯料加热到120℃，再放入水剂石墨润滑剂中浸泡后晾干，而后再将坯料加热至V₁并保温10分钟。

所述的速度为以下任意一种组合：

①V₁＝1mm/s、V₂＝2mm/s、V₃＝4mm/s、V₄＝8mV/s。

②V₁＝2mm/s、V₂＝4mm/s、V₃＝8mm/s、V₄＝16mm/s。

③V₁＝4mm/s、V₂＝8mm/s、V₃＝16mm/s、V₄＝32mm/s。

所述的温度为以下任意一种组合：

i)T₁＝350℃、T₂＝345℃、T₃＝340℃、T₄＝335℃。

ii)T₁＝320℃、T₂＝315℃、T₃＝310℃、T₄＝305℃。

iii)T₁＝300℃、T₂＝295℃、T₃＝290℃、T₄＝285℃。

所述的模具上设有加热装置和温控装置。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例选用镁合金为AZ61，包括以下步骤：

1)加热模具和坯料到锻造温度T₁＝350℃。

1.1)下料，根据成型制品的形状制作坯料，使用三维设计软件精确设计，即可得到该坯料的尺寸。

1.2)加热模具使其温度为T₁，使用设置于模具上的加热装置即两个功率为6000w的加热圈对上下模加热，而温控装置使其温度保持在T₁。

1.3)加热坯料，先将坯料在加热炉加热到120℃，再放入水剂石墨润滑剂中浸泡后晾干，而后再将坯料加热到T₁并保温10分钟以消除坯料中的温度梯度。

2)在锻造温度T₁下，以锻造速度V₁＝1mm/s对坯料进行锻造，坯料变形结束后将其翻转90°。

3)在锻造温度T₂＝345℃下，以锻造速度V₂＝2mm/s对坯料进行锻造，坯料变形结束后将其翻转90°。

4)在锻造温度T₃＝340℃下，以锻造速度V₃＝4mm/s对坯料进行锻造，坯料变形结束后将其翻转90°。

5)在锻造温度T₄＝335℃下，以锻造速度V₄＝8mm/s对坯料进行锻造，坯料变形结束后即得到最终锻件，锻造结束后迅速水冷以保存高温组织。

与现有技术相比，本方法有效缩短了加工时间、提高了加工效率、增强了晶粒细化效果可用于制备具有均匀细晶组织、较轻质量、较高强度和良好韧性的镁合金锻件，并且工艺简单易行，便于实施与应用。最终锻件的屈服强度、抗拉强度和延伸率分布达到241MPa，303MPa和13％。

实施例2

本实施例与实施例1相比的不同之处在于：T₁＝320℃、T₂＝315℃、T₃＝310℃、T₄＝305℃、V₁＝2mm/s、V₁＝4mm/s、V₁＝8mm/s、V₁＝16mm/s。

与实施例1相比，本实施例进一步的技术效果在于：具有更为显著的晶粒细化效应并且提高了加工效率、降低了加工能耗。

实施例3

本实施例与实施例1相比的不同之处在于：T₁＝300℃、T₂＝295℃、T₃＝290℃、T₄＝285℃、V₁＝4mm/s、V₁＝8mm/s、V₁＝16mm/s、V₁＝32mm/s。

Claims

1.一种制备细晶镁合金的减温变速率多向反复锻造方法，其特征在于，通过多次锻造、每次以不同的温度和速度进行锻造的方式，每次锻造完成后将坯料进行翻转从而实现将坯料加工成锻件，其中的翻转具体是指每次变形结束后将坯料翻转90°；

所述的锻造温度范围为280～350℃，锻造速度范围为1～8mm/s。

2.根据权利要求1所述的制备细晶镁合金的减温变速率多向反复锻造方法，其特征是，具体包括以下步骤：

1)加热模具和坯料达到温度T₁；

5)在温度T₄下，以速度V₄对坯料进行锻造，得到最终锻件；

所述的速度为以下任意一种组合：

①V₁＝1mm/s、V₂＝2mm/s、V₃＝4mm/s、V₄＝8mm/s；

②V₁＝2mm/s、V₂＝4mm/s、V₃＝8mm/s、V₄＝16mm/s；

③V₁＝4mm/s、V₂＝8mm/s、V₃＝16mm/s、V₄＝32mm/s；

所述的温度为以下任意一种组合：

i)T₁＝350℃、T₂＝345℃、T₃＝340℃、T₄＝335℃；

ii)T₁＝320℃、T₂＝315℃、T₃＝310℃、T₄＝305℃；

iii)T₁＝300℃、T₂＝295℃、T₃＝290℃、T₄＝285℃。

3.根据权利要求2所述的制备细晶镁合金的减温变速率多向反复锻造方法，其特征是，所述的步骤1)具体包括：

1.1)下料，根据成型制品的形状制作坯料；

1.2)加热模具使其温度达到T₁；

1.3)加热坯料，先将坯料加热到120℃，再放入水剂石墨润滑剂中浸泡后晾干，而后再将坯料加热至T₁并保温10分钟。

4.根据权利要求2或3所述的镁合金变温变速多向反复锻造方法，其特征是，所述的模具上设有加热装置和温控装置。