一種鎂合金錠料的製備方法
2023-06-24 14:49:01
專利名稱：一種鎂合金錠料的製備方法
技術領域：
本發明涉及的是採用半固態觸變成形時，製備鎂合金錠料的一種方法。
背景技術：
傳統的金屬成形主要分為兩種一種是金屬的液態成形；另一種是金屬的固態成形。半固態成形技術是20世紀70年代美國麻省理工學院的M. C. Flemings教授等提出的 一種金屬成形新方法，即半固態加工技術。觸變成形是半固態加工技術的一種，是指把部分 熔融的非枝晶合金錠料在模具中成形出近淨型零件。觸變成形是鑄造和鍛造的複合，與傳 統的成形技術相比，具有明顯的優越性觸變成形件沒有(或少量)縮松和夾雜，力學性能 高，氣密性好，而且能夠進行熱處理，另外，通過改善模具內腔面的質量，可以很容易的製備 高表面質量的觸變成形件。觸變成形技術最關鍵的環節是獲得具有細小均勻非枝晶組織 的錠料。研究者發現當坯料尺寸較小時，用箱式電阻爐對坯料進行等溫熱處理能夠製得具 有觸變成形所需組織的錠料。然而，隨著坯料直徑的增大，其組織變得越來越不均勻，坯料 外圍因加熱時間長導致組織粗大，而內部因實際加熱時間短或溫度低，組織沒有完全分離， 這種差別在枝晶發達的合金中尤其嚴重，隨熱處理前錠料中晶粒的尺寸減小而呈現減弱趨 勢。因而，這種製備錠料的方法在工業化生產中受到限制。目前，為了解決這個難題主要的 方法是採用電磁攪拌設備製備二次加熱用的坯料或者引入細化劑製備細晶的坯料，然後再 採用箱式電阻爐對該錠料進行等溫熱處理。採用電磁攪拌設備成本較高。而對於引入細化 劑製備細晶坯料的方法，由於細化劑的作用不穩定，所以不但明顯增加成本而且等溫熱處 理後的非枝晶錠料質量難以控制。因此，這兩種方法工藝複雜，成本高，不利於工業化生產。
發明內容
本發明的目的是在不引入細化劑的前提下，採用二次等溫處理，通過改善鑄錠 (坯料)的原始組織即可製備出符合擠壓或壓鑄要求的觸變成形非枝晶錠料，使鎂合金在 成形中降低能耗，減小縮孔及縮松，成形後可進行熱處理進一步提高力學性能。本發明是一種鎂合金錠料的製備方法，在熔煉過程中用氬氣，或者體積百分含量 99. 9%的二氧化碳氣體與體積百分含量0. 的六氟化硫氣體組成的混合氣體進行保護， 其步驟為(1)將原料放入熔煉裝置中，升溫至740 760°C進行精煉並保溫10 30分鐘， 在680 710°C澆注成鑄錠，根據成形工件所需的錠料重量及等溫熱處理工具形狀對鑄錠 進行切割；(2)將鑄錠放入加熱裝置中進行二次等溫熱處理，即在300 480°C區間保溫 10 90分鐘，進行鑄錠組織調整，然後進行水淬；(3)烘乾以後在500 630°C區間保溫10 90分鐘，然後水淬。在整個熔煉過程中，採用熔劑進行覆蓋。本發明的有益效果是使擠壓或壓鑄工作溫度降低100 180°C左右，可控制範圍大，適用各種牌號的鎂合金，可進行規模化生產，降低能耗，可避免鎂合金在全液態容易氧 化燃燒產生夾雜及氧化皮帶入鑄件降低力學性能的問題，具有較好的流動性，並可在較小 的壓力下成形。
具體實施方式
結合本發明技術方案的內容提供以下
具體實施例方式首先用井式電阻爐製備所需要的鎂合金，熔煉過程中採用氬氣進行保護，或者體 積百分含量99. 9%的二氧化碳氣體與體積百分含量0. 的六氟化硫氣體組成的混合氣 體進行保護，爐料完全熔化以後進行人工攪拌，使爐料成分均勻，然後升溫至740 760V 進行精煉，而後保溫10 30分鐘，再降低溫度到680 710°C澆鑄成鑄錠。根據成形工件所 需的錠料重量及等溫熱處理工具形狀對鑄錠進行切割，之後在箱式電阻爐中300 480°C 保溫10 90分鐘，取出水淬，烘乾，再次在500 630°C保溫10 90分鐘，迅速取出進行 水淬，然後進行後續的半固態加工。精煉劑為C2Cl6,其加入量為爐料重量的0. 5 1 % ；在整 個熔煉過程中採用熔劑進行覆蓋，所採用的熔劑的組分為按重量百分比計，氯化鎂38 46%,氯化鉀32 40%，氯化鋇5 8%，氯化鈣3 5%，其它為雜質。採用本發明的方法，使晶粒尺寸控制在20 50 μ m，平均可達35 μ m。另外，固相 率範圍可通過改變保溫溫度及保溫時間在30 70%範圍內調整。
權利要求
一種鎂合金錠料的製備方法，在熔煉過程中用氬氣，或者體積百分含量99.9％的二氧化碳氣體與體積百分含量0.1％的六氟化硫氣體組成的混合氣體進行保護，其步驟為(1)將原料放入熔煉裝置中，升溫至740～760℃進行精煉並保溫10～30分鐘，在680～710℃澆注成鑄錠，根據成形工件所需的錠料重量及等溫熱處理工具形狀對鑄錠進行切割；(2)將鑄錠放入加熱裝置中進行二次等溫熱處理，即在300～480℃區間保溫10～90分鐘，進行鑄錠組織調整，然後進行水淬；(3)烘乾以後在500～630℃區間保溫10～90分鐘，然後水淬；在整個熔煉過程中，採用熔劑進行覆蓋。
2.根據權利要求1所述的鎂合金錠料的製備方法，所採用的熔劑的組分為按重量百 分比計，氯化鎂38 46%，氯化鉀32 40%，氯化鋇5 8%，氯化鈣3 5 %，其它為雜質。
3.根據權利要求1所述的鎂合金錠料的製備方法，所採用的精煉劑為C2Cl6，其加入量 為爐料重量的0.5 1%。
全文摘要
一種鎂合金錠料的製備方法，在熔煉過程中用氬氣，或者體積百分含量99.9％的二氧化碳氣體與體積百分含量0.1％的六氟化硫氣體組成的混合氣體進行保護，其步驟為首先將原料放入熔煉裝置中，升溫至740～760℃進行精煉並保溫10～30分鐘，在680～710℃澆注成鑄錠，根據成形工件所需的錠料重量及等溫熱處理工具形狀對鑄錠進行切割；然後將鑄錠放入加熱裝置中進行二次等溫熱處理，即在300～480℃區間保溫10～90分鐘，進行鑄錠組織調整，然後進行水淬；最後在於以後在500～630℃區間保溫10～90分鐘，然後水淬；在整個熔煉過程中，採用熔劑進行覆蓋。
文檔編號B22D21/04GK101817070SQ20091002222
公開日2010年9月1日 申請日期2009年4月10日 優先權日2009年4月10日
發明者謝銳, 閻峰雲, 馬穎, 黃曉鋒 申請人:蘭州理工大學