CN105951014A - 一种镁合金的热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镁合金的热处理方法，包括以下步骤：A、将镁合金原料加热至熔融状态；B、将镁合金原料放置在空气中降温至330℃～350℃，进行锻打；C、将镁合金原料加热至600℃～620℃，进行加压；D、将镁合金原料放入水中降温至170℃～200℃，进行锻打；E、将镁合金原料加热至450℃～500℃，放入油中进行冷却，冷却至250℃～270℃，进行轧制；F、将镁合金原料放入真空炉内，真空炉加热至550℃～600℃，然后充入CO和H2的混合气体；G、向真空炉内通入N2进行降温，镁合金原料温度降至100℃～120℃后，取出镁合金原料，放入水中冷却至常温。本发明能够解决现有技术的不足，使镁合金在湿度较大或弱酸性的环境下的力学性能。

Description

一种镁合金的热处理方法
技术领域
本发明涉及镁合金技术领域，尤其是一种镁合金的热处理方法。
背景技术
镁合金作为最轻的实用金属材料，其具有高的比强度和比刚度，很好的抗磁性，高的电负性和导热性，良好的抗震吸震能力以及优良的切削加工，易回收再利用，加之资源丰富，已成为汽车、3C产业、航空工业等领域的首选材料。随着镁合金应用领域的扩大，镁合金的研究和开发也进入了新时代。但是，镁合金的抗拉强度和屈服强度一般低于300MPa和200MPa。此外，高温性能差也是阻碍镁合金广泛应用的主要原因之一。工业纯镁的力学性能较差，经常不作为结构材料直接用，而是通过形变硬化、晶粒细化、合金化、热处理强化、镁基复合等多种方法或这些方法的综合运用，来使镁的力学性能大幅度改善。在这些方法中镁的合金化是实际中最基本、最常用和最有效的强化途径，而合金元素的选择以及热处理工艺又是强化的关键。所以通过向合金中加入一定量的微量元素并通过热处理工艺获得成分均匀、组织细小，性能优异和综合力学性良好的镁合金成为镁合金领域的重要研究方向。中国发明专利CN 102409213B公开了一种热处理强化的高强镁合金的制备方法，提高了镁合金高温时的力学性能。
但是，这种镁合金在湿度较大或弱酸性的环境中会出现力学性能的明显下降。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种镁合金的热处理方法，能够解决现有技术的不足，使镁合金在湿度较大或弱酸性的环境下的力学性能。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种镁合金的热处理方法，包括以下步骤：
A、将镁合金原料加热至熔融状态，镁合金原料包括，
3.3wt％～3.5wt％的Ti、0.75wt％～0.9wt％的W、2.7wt％～4wt％的Zn、7wt％～10wt％的Al、5wt％～6.5wt％的Fe、1.7wt％～2.1wt％的Ni、0.35wt％～0.5wt％的Ge，余量为Mg；
B、将镁合金原料放置在空气中降温至330℃～350℃，进行锻打，锻打压力为5bar～7bar；
C、将镁合金原料加热至600℃～620℃，进行加压，加压压力保持在12bar；
D、将镁合金原料放入水中降温至170℃～200℃，进行锻打，锻打压力为5bar～7bar；
E、将镁合金原料加热至450℃～500℃，保持8h～12h后，放入油中进行冷却，冷却至250℃～270℃，进行轧制，轧制压力为6～10bar；
F、将镁合金原料放入真空炉内，真空炉加热至550℃～600℃，然后充入CO和H2的混合气体，保持3h～5h；
G、向真空炉内通入N2进行降温，镁合金原料温度降至100℃～120℃后，取出镁合金原料，放入水中冷却至常温，得到镁合金成品。
作为优选，步骤A中，镁合金原料还包括0.15wt％～0.2wt％的Mo、0.07wt％～0.1wt％的Ce、0.1wt％～0.15wt％的Dy、0.45wt％～0.55wt％的Bi。
作为优选，步骤B中，锻打过程中，使用N2作为保护气。
作为优选，步骤C中，镁合金原料的外侧包裹有木炭，并进行真空加压。
作为优选，轧制过程中，在镁合金原料的表面铺撒纳米级SiO2粉末。
作为优选，步骤F中，CO和H2混合气体的充入流量保持在5L/min～7L/min，CO和H2的摩尔比为5:1。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：使用本发明提供的方法进行热处理的镁合金原料晶体分布均匀性提高，晶界清晰，晶粒的粒径较小，晶粒中的晶体结构更加稳定。另外，镁合金原料的表面有两层均匀的渗碳层，可以有效提高镁合金原料的耐腐蚀性。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种镁合金的热处理方法，包括以下步骤：
A、将镁合金原料加热至熔融状态，镁合金原料包括，
3.5wt％的Ti、0.82wt％的W、3.5wt％的Zn、8.7wt％的Al、6.1wt％的Fe、1.9wt％的Ni、0.42wt％的Ge，0.17wt％的Mo、0.1wt％的Ce、0.13wt％的Dy、0.51wt％的Bi，余量为Mg；
B、将镁合金原料放置在空气中降温至335℃，进行锻打，锻打压力为5bar～5.5bar，锻打过程中，使用N2作为保护气；
C、将镁合金原料加热至620℃，镁合金原料的外侧包裹有木炭，并进行真空加压，加压压力保持在12bar；
D、将镁合金原料放入水中降温至190℃，进行锻打，锻打压力为6.5bar～7bar；
E、将镁合金原料加热至470℃，保持10h后，放入油中进行冷却，冷却至260℃，进行轧制，轧制压力为8.5bar，轧制过程中，在镁合金原料的表面铺撒纳米级SiO2粉末；
F、将镁合金原料放入真空炉内，真空炉加热至580℃，然后充入CO和H2的混合气体，保持3.5h，CO和H2混合气体的充入流量保持在5.5L/min，CO和H2的摩尔比为5:1；
G、向真空炉内通入N2进行降温，镁合金原料温度降至120℃后，取出镁合金原料，放入水中冷却至常温，得到镁合金成品。
通过使用背景技术中引用的镁合金的处理方法与本发明提供的处理方法制成的镁合金样本进行对比试验。试验前，先将样本进入处理液中进行24小时的处理，处理液温度保持在8℃，pH值为5.5～6，经过处理的样本的性能对比如下：
抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 延伸率(％) 峰值硬度(VHN)
现有技术 458 329 9.1 72
本发明 559 489 8.8 95
由上表可见，本发明提供的镁合金原料在恶劣环境下具有更加优异的力学性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种镁合金的热处理方法，其特征在于包括以下步骤：
A、将镁合金原料加热至熔融状态，镁合金原料包括，
3.3wt％～3.5wt％的Ti、0.75wt％～0.9wt％的W、2.7wt％～4wt％的Zn、7wt％～10wt％的Al、5wt％～6.5wt％的Fe、1.7wt％～2.1wt％的Ni、0.35wt％～0.5wt％的Ge，余量为Mg；
B、将镁合金原料放置在空气中降温至330℃～350℃，进行锻打，锻打压力为5bar～7bar；
C、将镁合金原料加热至600℃～620℃，进行加压，加压压力保持在12bar；
D、将镁合金原料放入水中降温至170℃～200℃，进行锻打，锻打压力为5bar～7bar；
E、将镁合金原料加热至450℃～500℃，保持8h～12h后，放入油中进行冷却，冷却至250℃～270℃，进行轧制，轧制压力为6～10bar；
F、将镁合金原料放入真空炉内，真空炉加热至550℃～600℃，然后充入CO和H2的混合气体，保持3h～5h；
G、向真空炉内通入N2进行降温，镁合金原料温度降至100℃～120℃后，取出镁合金原料，放入水中冷却至常温，得到镁合金成品。
2.根据权利要求1所述的镁合金的热处理方法，其特征在于：步骤A中，镁合金原料还包括0.15wt％～0.2wt％的Mo、0.07wt％～0.1wt％的Ce、0.1wt％～0.15wt％的Dy、0.45wt％～0.55wt％的Bi。
3.根据权利要求1所述的镁合金的热处理方法，其特征在于：步骤B中，锻打过程中，使用N2作为保护气。
4.根据权利要求1所述的镁合金的热处理方法，其特征在于：步骤C中，镁合金原料的外侧包裹有木炭，并进行真空加压。
5.根据权利要求1所述的镁合金的热处理方法，其特征在于：步骤E中，轧制过程中，在镁合金原料的表面铺撒纳米级SiO2粉末。
6.根据权利要求1所述的镁合金的热处理方法，其特征在于：步骤F中，CO和H2混合气体的充入流量保持在5L/min～7L/min，CO和H2的摩尔比为5:1。
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