一種鎂合金的熱處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鎂合金的熱處理方法，包括以下步驟：A、將鎂合金原料加熱至熔融狀態(tài)；B、將鎂合金原料放置在空氣中降溫至330℃～350℃，進(jìn)行鍛打；C、將鎂合金原料加熱至600℃～620℃，進(jìn)行加壓；D、將鎂合金原料放入水中降溫至170℃～200℃，進(jìn)行鍛打；E、將鎂合金原料加熱至450℃～500℃，放入油中進(jìn)行冷卻，冷卻至250℃～270℃，進(jìn)行軋制；F、將鎂合金原料放入真空爐內(nèi)，真空爐加熱至550℃～600℃，然后充入CO和H2的混合氣體；G、向真空爐內(nèi)通入N2進(jìn)行降溫，鎂合金原料溫度降至100℃～120℃后，取出鎂合金原料，放入水中冷卻至常溫。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，使鎂合金在濕度較大或弱酸性的環(huán)境下的力學(xué)性能。
【專利說(shuō)明】
一種鏌合金的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及鎂合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種鎂合金的熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎂合金作為最輕的實(shí)用金屬材料，其具有高的比強(qiáng)度和比剛度，很好的抗磁性，高 的電負(fù)性和導(dǎo)熱性，良好的抗震吸震能力以及優(yōu)良的切削加工，易回收再利用，加之資源豐 富，已成為汽車、3C產(chǎn)業(yè)、航空工業(yè)等領(lǐng)域的首選材料。隨著鎂合金應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，鎂合金 的研究和開(kāi)發(fā)也進(jìn)入了新時(shí)代。但是，鎂合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度一般低于300MPa和 200MPa。此外，高溫性能差也是阻礙鎂合金廣泛應(yīng)用的主要原因之一。工業(yè)純鎂的力學(xué)性能 較差，經(jīng)常不作為結(jié)構(gòu)材料直接用，而是通過(guò)形變硬化、晶粒細(xì)化、合金化、熱處理強(qiáng)化、鎂 基復(fù)合等多種方法或這些方法的綜合運(yùn)用，來(lái)使鎂的力學(xué)性能大幅度改善。在這些方法中 鎂的合金化是實(shí)際中最基本、最常用和最有效的強(qiáng)化途徑，而合金元素的選擇以及熱處理 工藝又是強(qiáng)化的關(guān)鍵。所以通過(guò)向合金中加入一定量的微量元素并通過(guò)熱處理工藝獲得成 分均勻、組織細(xì)小，性能優(yōu)異和綜合力學(xué)性良好的鎂合金成為鎂合金領(lǐng)域的重要研究方向。 中國(guó)發(fā)明專利CN 102409213 B公開(kāi)了一種熱處理強(qiáng)化的高強(qiáng)鎂合金的制備方法，提高了鎂 合金高溫時(shí)的力學(xué)性能。
[0003] 但是，這種鎂合金在濕度較大或弱酸性的環(huán)境中會(huì)出現(xiàn)力學(xué)性能的明顯下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鎂合金的熱處理方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的 不足，使鎂合金在濕度較大或弱酸性的環(huán)境下的力學(xué)性能。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。
[0006] -種鎂合金的熱處理方法，包括以下步驟：
[0007] A、將鎂合金原料加熱至熔融狀態(tài)，鎂合金原料包括，
[0008] 3 · 3wt % ~3 · 5wt % 的Ti、0 · 75wt% ~0 · 9wt % 的W、2 · 7wt % ~4wt % 的Zn、7wt % ~ 10wt% 的A1、5wt%~6· 5wt% 的Fe、1 · 7wt%~2 · lwt% 的Ni、0 ·35wt%~0· 5wt% 的Ge，余量 為Mg;
[0009] B、將鎂合金原料放置在空氣中降溫至330°C~350°C，進(jìn)行鍛打，鍛打壓力為5bar ~7bar;
[0010] C、將鎂合金原料加熱至600°C~620°C，進(jìn)行加壓，加壓壓力保持在12bar;
[0011] D、將鎂合金原料放入水中降溫至170°C~200°C，進(jìn)行鍛打，鍛打壓力為5bar~ 7bar ；
[0012] E、將鎂合金原料加熱至450°C~500°C，保持8h~12h后，放入油中進(jìn)行冷卻，冷卻 至250°C~270°C，進(jìn)行乳制，乳制壓力為6~lObar;
[0013] F、將鎂合金原料放入真空爐內(nèi)，真空爐加熱至550°C~600°C，然后充入⑶和H2的 混合氣體，保持3h~5h;
[0014] G、向真空爐內(nèi)通入吣進(jìn)行降溫，鎂合金原料溫度降至100°C~120°C后，取出鎂合 金原料，放入水中冷卻至常溫，得到鎂合金成品。
[0015] 作為優(yōu)選，步驟A中，鎂合金原料還包括0.15wt %~0.2wt %的Mo、0.07wt %~ 0 · lwt% 的Ce、0 · lwt% ~0 · 15wt% 的Dy、0 · 45wt% ~0 · 55wt% 的Bi。
[0016]作為優(yōu)選，步驟B中，鍛打過(guò)程中，使用N2作為保護(hù)氣。
[0017] 作為優(yōu)選，步驟C中，鎂合金原料的外側(cè)包裹有木炭，并進(jìn)行真空加壓。
[0018] 作為優(yōu)選，乳制過(guò)程中，在鎂合金原料的表面鋪撒納米級(jí)Si02粉末。
[0019] 作為優(yōu)選，步驟F中，C0和H2混合氣體的充入流量保持在5L/min~7L/min，C0和H 2的 摩爾比為5:1。
[0020] 采用上述技術(shù)方案所帶來(lái)的有益效果在于:使用本發(fā)明提供的方法進(jìn)行熱處理的 鎂合金原料晶體分布均勻性提高，晶界清晰，晶粒的粒徑較小，晶粒中的晶體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn) 定。另外，鎂合金原料的表面有兩層均勻的滲碳層，可以有效提高鎂合金原料的耐腐蝕性。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步 詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā) 明。
[0022] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鎂合金的熱處理方法，包括以下步驟：
[0023] A、將鎂合金原料加熱至熔融狀態(tài)，鎂合金原料包括，
[0024] 3·5wt%的Ti、0·82wt%的W、3·5wt%的Zn、8·7wt%的A1、6· lwt%的Fe、1 ·9wt%的 Ni、0·42wt% 的Ge，0· 17wt% 的Mo、0· lwt% 的Ce、0· 13wt% 的Dy、0· 51wt% 的Bi，余量為Mg;
[0025] B、將鎂合金原料放置在空氣中降溫至335°C，進(jìn)行鍛打，鍛打壓力為5bar~ 5.5bar，鍛打過(guò)程中，使用N2作為保護(hù)氣；
[0026] C、將鎂合金原料加熱至620°C，鎂合金原料的外側(cè)包裹有木炭，并進(jìn)行真空加壓， 加壓壓力保持在12bar;
[0027] D、將鎂合金原料放入水中降溫至190°C，進(jìn)行鍛打，鍛打壓力為6.5bar~7bar;
[0028] E、將鎂合金原料加熱至470°C，保持10h后，放入油中進(jìn)行冷卻，冷卻至260°C，進(jìn)行 乳制，乳制壓力為8.5bar，乳制過(guò)程中，在鎂合金原料的表面鋪撒納米級(jí)Si〇2粉末；
[0029] F、將鎂合金原料放入真空爐內(nèi)，真空爐加熱至580°C，然后充入⑶和出的混合氣 體，保持3.5h，C0和H2混合氣體的充入流量保持在5.5L/min，C0和H2的摩爾比為5:1;
[0030] G、向真空爐內(nèi)通入吣進(jìn)行降溫，鎂合金原料溫度降至120°C后，取出鎂合金原料， 放入水中冷卻至常溫，得到鎂合金成品。
[0031] 通過(guò)使用【背景技術(shù)】中引用的鎂合金的處理方法與本發(fā)明提供的處理方法制成的 鎂合金樣本進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)前，先將樣本進(jìn)入處理液中進(jìn)行24小時(shí)的處理，處理液溫度 保持在8°C，pH值為5.5~6,經(jīng)過(guò)處理的樣本的性能對(duì)比如下：
[0033] 由上表可見(jiàn)，本發(fā)明提供的鎂合金原料在惡劣環(huán)境下具有更加優(yōu)異的力學(xué)性能。
[0034] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鎂合金的熱處理方法，其特征在于包括以下步驟： A、 將鎂合金原料加熱至熔融狀態(tài)，鎂合金原料包括， 10wt% 的Al、5wt%~6· 5wt% 的Fe、1 · 7wt%~2 · lwt% 的Ni、0 ·35wt%~0· 5wt% 的Ge，余量 為Mg; B、 將鎂合金原料放置在空氣中降溫至330°C~350°C，進(jìn)行鍛打，鍛打壓力為5bar~ 7bar ； C、 將鎂合金原料加熱至600°C~620°C，進(jìn)行加壓，加壓壓力保持在12bar; D、 將鎂合金原料放入水中降溫至170 °C~200 °C，進(jìn)行鍛打，鍛打壓力為5bar~7bar; E、 將鎂合金原料加熱至450 °C~500 °C，保持8h~12h后，放入油中進(jìn)行冷卻，冷卻至250 °C~270°C，進(jìn)行乳制，乳制壓力為6~IObar; F、 將鎂合金原料放入真空爐內(nèi)，真空爐加熱至550°C~600°C，然后充入CO和出的混合氣 體，保持3h~5h; G、 向真空爐內(nèi)通入犯進(jìn)行降溫，鎂合金原料溫度降至HKTC~120°C后，取出鎂合金原 料，放入水中冷卻至常溫，得到鎂合金成品。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金的熱處理方法，其特征在于:步驟A中，鎂合金原料還包 括0 · 15wt% ~0 · 2wt % 的Mo、0 · 07wt% ~0 · Iwt % 的Ce、0 · Iwt % ~0 · 15wt% 的Dy、0 · 45wt % ~0.55wt% 的Bi。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金的熱處理方法，其特征在于：步驟B中，鍛打過(guò)程中，使 用N2作為保護(hù)氣。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金的熱處理方法，其特征在于:步驟C中，鎂合金原料的外 側(cè)包裹有木炭，并進(jìn)行真空加壓。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金的熱處理方法，其特征在于：步驟E中，乳制過(guò)程中，在 鎂合金原料的表面鋪撒納米級(jí)SiO2粉末。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金的熱處理方法，其特征在于:步驟F中，CO和出混合氣體 的充入流量保持在5L/min~7L/min，C0和H 2的摩爾比為5:1。
【文檔編號(hào)】C22F1/02GK105951014SQ201610569492
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年7月19日
【發(fā)明人】趙亞忠, 朱磊, 何文, 何一文, 張欣
【申請(qǐng)人】南陽(yáng)理工學(xué)院