一種鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法，包括如下步驟：將鎂合金以10?20℃/min的速度升溫至410?440℃，在410?440℃下保溫20?30小時(shí)，然后以40?50℃/min的速度降溫至120?170℃，并在120?170℃下保溫4?10小時(shí)。本發(fā)明的鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法，可最大程度的消除鑄造合金中的成份偏析現(xiàn)象，使合金元素在鑄錠中均勻分布，確保其各部分力學(xué)性能均勻一致，保證零件的使用性能。
【專利說明】
一種鏌合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于鎂合金材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等 溫冷卻處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎂合金具有比重輕、阻尼性能良好、比強(qiáng)度和比剛度高、鑄造和切削性能優(yōu)異等一 系列物理、力學(xué)性能的優(yōu)點(diǎn)，廣泛的用于航天、電子、汽車、國(guó)防等領(lǐng)域。鎂合金塑性差，變形 難，鑄造鎂合金占鎂合金使用總量的90%，鑄造鎂合金中，Mg-Al系合金不含昂貴的稀土元素 和Zr元素，因此Mg-Al系鑄造合金有更大的應(yīng)用空間。但Mg-Al系合金鑄造過程中會(huì)產(chǎn)生枝 晶偏析，粗大的第二相會(huì)阻礙基體的塑性變形，造成應(yīng)力集中，導(dǎo)致材料斷裂，因此必須對(duì) 鑄造 Mg-Al系合金進(jìn)行均勻化熱處理。
[0003] 研究表明（郭強(qiáng)，嚴(yán)紅革，陳振華等.均勻化退火工藝對(duì)鑄態(tài)AZ80鎂合金組織與性 能的影響[J].金屬熱處理，2006,7(31):77-80)，通過對(duì)鑄態(tài)Mg-Al系合金進(jìn)行均勻化處理 可以有效消除鑄錠的枝晶偏析，獲得組織成分均勻，綜合力學(xué)性能優(yōu)異的鑄態(tài)鎂合金。目 前，國(guó)內(nèi)外對(duì)鑄造 Mg-Al系合金的均勾化處理作出了一定的研究，建立了一系列理論和工藝 規(guī)范。Mg-Al系合金在凝固過程中有較大的結(jié)晶區(qū)間，容易造成成分不均勻，對(duì)于大尺寸鑄 件，由于各處的溫度不一致，更加重了這種成分偏析。常規(guī)的均勻化工藝為:直接放入加熱 爐中，升溫至設(shè)定溫度，空冷或水冷至室溫。這種常規(guī)均勻化工藝只能處理Φ220πιπι以下的 鎂合金鑄錠。
[0004] 隨著鎂合金應(yīng)用的越來越廣泛，對(duì)大尺寸鎂合金鑄錠的需求也逐漸加大，對(duì)其均 勻化工藝也提出了更高的要求。大尺寸鎂合金鑄錠在均勻化工藝的難點(diǎn)主要有：（1)大尺寸 鑄錠在凝固和以后的冷卻過程中會(huì)產(chǎn)生較大的鑄造應(yīng)力難以快速釋放，容易導(dǎo)致中心區(qū)域 晶粒在均勻化過程中長(zhǎng)大；（2)大尺寸鑄錠冷卻速率問題:冷卻速度太快，容易產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo) 致開裂;冷卻速度太慢，導(dǎo)致析出強(qiáng)化，不利于后續(xù)變形和熱處理；（3)加熱方式和加熱速度 難以選擇，一旦選擇不當(dāng)，便可能使合金受熱不均，枝晶不能有效熔解，從而造成綜合力學(xué) 性能不佳。
[0005] 目前，對(duì)Φ 2 220mm的鎂合金鑄錠的均勻化工藝在相關(guān)文獻(xiàn)中未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法， 可最大程度的消除鑄造合金中的成份偏析現(xiàn)象，使合金元素在鑄錠中均勻分布，確保其各 部分力學(xué)性能均勻一致，保證零件的使用性能。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法，包括如下步驟:將鎂合金以10-20 °C/min的速度升溫至410-440 °C，在410-440 °C下保溫20-30小時(shí)，然后以40-50°C/min的速 度降溫至120-170°C，并在120-170°C下保溫4-10小時(shí)。
[0008]優(yōu)選的，所述的鎂合金為Mg-Sn-Zn合金。
[0009] 優(yōu)選的，所述的Mg-Sn-Zn合金包括如下成分:Mg87~97%、Sn2~8%、Znl~5%。
[0010] 優(yōu)選的，將鎂合金以15°C/min的速度升溫至410°C，在410°C下保溫20小時(shí)，然后以 45°C/min的速度降溫至150°C，并在15°C下保溫6小時(shí)。
[0011] 本發(fā)明的有益效果為： 在本發(fā)明的鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法的處理溫度下，能夠達(dá)到如 實(shí)施例6所述的均勻化效果，提高合金的顯微硬度，確保其各部分力學(xué)性能均勻一致，保證 零件的使用性能;并且使得鑄態(tài)Mg-Sn-Zn合金鑄態(tài)組織中的網(wǎng)格狀與顆粒狀析出相全部消 失，最大程度的消除鑄造合金中的成份偏析現(xiàn)象，使合金元素在鑄錠中分布均勻。
【附圖說明】
[0012] 圖1為Mg-Sn-Zn合金鑄態(tài)組織圖 圖2為Mg-Sn-Zn合金經(jīng)410°C均勻化處理20h效果圖 圖3為Mg-Sn-Zn合金經(jīng)410 °C均勻化處理20h后在150 °C下保溫6小時(shí)效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0014] 實(shí)施例1 本發(fā)明的鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法，包括如下步驟:將鎂合金以 10°C/min的速度升溫至410°C，在410°C下保溫20小時(shí)，然后以40°C/min的速度冷卻至120 °C，并在120°C下保溫4小時(shí)。
[0015] 所述的鎂合金為Mg-Sn-Zn合金。
[0016] 所述的Mg-Sn-Zn合金包括如下成分:Mg87%、Sn8%、Zn5%。
[0017] 實(shí)施例2 本發(fā)明的鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法，包括如下步驟:將鎂合金以 12°C/min的速度升溫至420°C，在420°C下保溫22小時(shí)，然后以45°C/min的速度冷卻至140 °C，并在140°C下保溫5小時(shí)。
[0018] 所述的鎂合金為Mg-Sn-Zn合金。
[0019] 所述的Mg-Sn-Zn合金包括如下成分:Mg90%、Sn6%、Zn4%。
[0020] 實(shí)施例3 本發(fā)明的鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法，包括如下步驟:將鎂合金以 14°C/min的速度升溫至430°C，在430°C下保溫23小時(shí)，然后以48°C/min的速度冷卻至160 °C，并在160°C下保溫7小時(shí)。
[0021] 所述的鎂合金為Mg-Sn-Zn合金。
[0022] 所述的Mg-Sn-Zn合金包括如下成分:Mg92%、Sn5%、Zn3%。
[0023] 實(shí)施例4 本發(fā)明的鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法，包括如下步驟:將合金以15 °C/min的速度升溫至440°C，在440°C下保溫24小時(shí)，然后以50°C/min的速度連續(xù)冷卻至170 °C，并在170°C下保溫8小時(shí)。
[0024] 所述的鎂合金為Mg-Sn-Zn合金。
[0025] 所述的Mg-Sn-Zn合金包括如下成分:Mg93%、Sn5%、Zn2%。
[0026] 實(shí)施例5 本發(fā)明的鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法，包括如下步驟:將鎂合金以 15°C/min的速度升溫至410°C，在410°C下保溫20小時(shí)，然后以45°C/min的速度降溫至150 °C，并在15°C下保溫6小時(shí)。
[0027] 所述的鎂合金為Mg-Sn-Zn合金。
[0028] 所述的Mg-Sn-Zn合金包括如下成分:Mg97%、Sn2%、Znl%。
[0029] 實(shí)施例6 對(duì)比試驗(yàn) 對(duì)照組為未經(jīng)處理鑄態(tài)Mg-Sn-Zn合金，試驗(yàn)組為采用本發(fā)明實(shí)施例1~5均勻化處理后 的鑄態(tài)Mg-Sn-Zn合金，分別檢測(cè)其顯微硬度，對(duì)比結(jié)果如表1所示： 表1各處理后鑄態(tài)Mg-Sn-Zn合金的顯微硬度
由表1可知，經(jīng)過本發(fā)明的處理方法，鑄態(tài)Mg-Sn-Zn合金的顯微硬度明顯高于未經(jīng)處理 鑄態(tài)Mg-Sn-Zn合金。
[0030] 實(shí)施例7 從本發(fā)明附圖1可以看出：未經(jīng)本發(fā)明方法處理之前，Mg-Sn-Zn合金的鑄態(tài)組織圖中存 在大量網(wǎng)格狀的析出相，這表明合金內(nèi)存在較多的析出狀況，合金的均勻性不夠理想； 從本發(fā)明附圖圖2中可以看出：Mg-Sn-Zn合金經(jīng)本發(fā)明的15 °C /min的速度升溫至410 °C，在410 °C下保溫20小時(shí)工藝處理后，即410 °C均勻化處理20h后，網(wǎng)格狀析出相已經(jīng)消失， 只有較少量的顆粒狀析出物，已經(jīng)取得了較大的改善。
[0031] 從本發(fā)明附圖圖2中可以看出：Mg-Sn-Zn合金經(jīng)本發(fā)明410°C均勻化處理20h，然 后在150°C保溫6小時(shí)后，網(wǎng)格狀與顆粒狀析出相已全部消失，體現(xiàn)了更好的均勻化效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法，其特征在于，包括如下步驟:將 鎂合金以10-20°c/min的速度升溫至410-440°c，在410-440 °C下保溫20-30小時(shí)，然后以40-50°C/min的速度降溫至120-170°C，并在120-170°C下保溫4-10小時(shí)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法，其特征在于： 所述的鎂合金為Mg-Sn-Zn合金。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法，其特征在于： 所述的Mg-Sn-Zn合金包括如下成分:Mg87~97%、Sn2~8%、Znl~5%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金鑄錠變溫均勻化退火等溫冷卻處理方法，其特征在于： 將鎂合金以15 °C/min的速度升溫至410°C，在410°C下保溫20小時(shí)，然后以45°C/min的速度 降溫至150°C，并在15°C下保溫6小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C22F1/06GK105886977SQ201610429085
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】孫有平, 何江美
【申請(qǐng)人】廣西科技大學(xué)