[发明专利]一种高强度镁合金丝的旋锻制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属塑性成型技术领域，具体涉及一种高强度镁合金丝材的旋锻制备方法。

背景技术

高性能镁合金丝可用作焊丝、纤维增强构件、眼镜架、特殊弹簧部件、航空零部件等，并且是半固态触变成形的理想原材料，具有极好的市场应用前景。目前镁合金丝主要通过铸造或塑性变形方法生产。然而，镁合金丝铸造时为防止氧化和燃烧，需要在隔绝氧气的条件下进行(ZL200510043102.2)，设备复杂；并且铸造镁合金丝的力学性能远低于塑性变形制备的镁合金丝。而由于镁合金密排六方晶体结构，室温塑性变形能力差，高温变形又易发生热裂，塑性变形温度区间窄，目前报导的镁合金丝塑性成型工艺，都需要设计专门模具保温装置，实现变形过程坯料的在线保温(ZL200510042990.6、ZL200710036341.4、ZL200710071787.0、ZL200310119199、ZL03111456.3)，设备复杂、成本高。此外，镁合金变形时，由于摩擦及塑性变形生热导致晶粒粗化及表面热裂的倾向严重，限制了应变速率的提高，生产效率低。并且，上述几个专利中的镁合金丝塑性成型制备方法中，由于变形温度偏高、速度偏低，导致强度偏低，不能完全满足在焊丝等方面的使用需求。所以，长期以来，镁合金丝由于生产成本高、成品率低、生产效率低等原因无法大规模应用于商业生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镁合金丝的旋锻制备方法，该方法不需专门在线保温装置，设备简单，生产效率高。该方法能使镁合金产生显著的第二相强化效果，所制备的镁合金丝的强度远高于现有制备技术。

本发明的技术方案为：

首先将镁合金棒材，在通用电阻加热炉中保温，温度为120～200℃，保温时间为1～15min。用旋锻机专用夹具将该棒材夹紧，从加热炉中取出，向前送入旋锻机进料口进行旋锻。完成后，换上孔径更细的旋锻模重复上述保温及旋锻步骤，直到得到所需直径的镁合金丝。

旋锻过程中控制送料速度在6～10m/min，道次压缩率18～45％，旋锻模圆锥角在10°～26°间。

本发明的效果和益处是，提供了一种高强度镁合金丝的旋锻制备方法，利用旋锻方法提供的三向压应力状态及脉冲加载方式，使镁合金能在较低温度(120～200℃)下保持良好塑性变形能力，进而实现塑性变形诱导弥散强化相的析出及晶粒细化，达到提高力学性能的目的。所制备的镁合金丝性能优良，屈服强度比挤压工艺制备的镁合金丝高25～53％，抗拉强度高18～23％(见下文具体实施方式)。该方法使用通用旋锻机就可生产，不需专门在线保温装置及模具加热装置，设备简单，生产效率高，操作简便。

具体实施方式

实施例1：

下面以旋锻方法制备直径2mm的AZ61镁合金丝为例，对本发明详细说明：

步骤1：市场购得的AZ61镁合金锭在常规电阻加热炉中进行均匀化退火，退火温度为400-500℃，加热速度为10℃/min，保温12小时，然后随炉冷却。

步骤2：将上述镁合金锭用车削或挤压方法加工成直径12mm，长度300mm的圆棒材，作为旋锻制备镁合金丝的坯料。

步骤3：将上述镁合金坯料在常规电阻加热炉中保温，温度为160℃，保温时间为8min。

步骤4：在旋锻机机头安装直径10.5mm的旋锻模，用旋锻机专用夹具将该棒材夹紧，从加热炉中取出，向前送入旋锻机进料口进行旋锻。旋锻过程中控制送料速度在6m/min。

步骤5：如步骤4，分别依次换上不同直径的旋锻模进行多道次旋锻，每道次旋锻前换旋模时，镁合金在通用电炉中保温，各旋锻道次的工艺参数见表1。完成后成功制备出φ2.0mm的镁合金丝。

表1AZ61镁合金丝的旋锻工艺参数