[发明专利]一种镁合金铸锻双控复合成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金铸锻双控复合成形方法。本发明可用于制备形状较复杂、性能要求高的镁合金零件，该方法成形性能好，所制备的产品性能好、尺寸精度高的优点。

背景技术

镁合金具有质量轻、易回收、导热导电性好、阻尼减振、电磁屏蔽等优异性能，在交通、通讯、电器和航空航天等领域有广阔的应用前景。但是，镁合金具有六方晶体结构的特点，在室温变形条件下独立的滑移系少，室温塑性低，变形加工困难。尽管提高加工温度，镁合金可运用挤压、轧制等方法进行加工，但制备工艺复杂、生产成本相对较高，而且难以满足制备复杂零件的需求。此外，运用铸造法制备的镁合金制品的力学性能不够理想。因此，镁合金塑性成形性能差已成为阻碍高性能镁合金大规模应用的瓶颈问题。

粗晶超塑性成形技术(Qiao Jun et al.，Superplasticity-like creep behavior of coarse grained ternary Al alloys，Transactions of Nonferrous Metals Society of China，2010，20，564-571.)是指粗晶合金(一般指晶粒尺寸＞50μm)在一定变形温度和变形速率下获得超过200％延伸率的现象。镁合金粗晶超塑性变形具有较高的塑性变形能力，而且可以通过变形过程动态再结晶获得细晶组织，但是应变速率较慢，一般低于1×10^-3s^-1，难以满足工业化应用的需求。

半固态成型技术(Wang Kai et al.，Microstructural characteristics of near-liquidus cast AZ91D alloy during semi-solid die casting，Transactions of Nonferrous Metals Society of China，2010，20，171-177)是继液态成型技术和固态成型技术发展起来的一种全新的成型技术。半固态加工是在合金固-液温度区间变形，即半固态浆料由液相和非枝晶固相构成，表现出优良的触变(固相率高于50％)或流变性能(固相率低于50％)，成形性能好。但是，现有半固态浆料制备方法，如机械搅拌、电磁搅拌、形变诱导法等(江运喜等，半固态金属浆料制备新技术，锻压技术，2003，6，41-47)均难以获得细小的非枝晶固相，而且不能通过半固态成形继续细化晶粒，因此，难以进一步提高产品使用性能。

基于此，迫切需要开发新的镁合金成形工艺，制备高性能的镁合金制品，扩展镁合金的应用领域。

发明内容

本发明的目的，在于提高镁合金的塑性变形能力，制备高性能镁合金零件。提出运用半固态铸造法制备具有非枝晶微观结构的镁合金铸件毛坯，然后在该合金固相线温度以上、当有少量液相析出时对铸件毛坯进行锻造，通过少量液相协调粗晶镁合金的塑性成形，提供一种镁合金铸锻双控复合成形方法。

实现本发明的步骤为：

①在电阻炉中熔化镁合金，进行除气、除渣和精炼处理；②将镁合金熔体温度降至固-液两相温度区间，进行搅拌制得半固态浆料；③运用半固态流变铸造方法将半固态浆料浇注入成形模具中，冷却凝固后获得铸件；④加热铸件到固相线温度以上置入锻造成形模具中；⑤在成形模具中进行锻造成形，制得镁合金零件。

本发明的有益效果在于：

1.本发明的制备方法具有材料成形性能好，能制备形状复杂的镁合金零件。

2.本发明所制备的产品质量高、尺寸精度高。

附图说明

图1是镁合金铸锻双控复合成形方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1。本发明所述一种镁合金铸锻双控复合成形方法的步骤如下：

①使用电阻炉熔化镁合金，并进行除气、除渣和精炼处理；

②将合金熔体温度降至固-液两相温度区间，进行搅拌之后，在成形模具中铸造成形，获得的铸件作为模锻成形毛坯；

③加热铸件到固相线温度以上2-10℃，置入锻造成形模具中；

④在成形模具中进行锻造成形，获得镁合金制品。

实施例1