[发明专利]一种MB15镁合金的锻造方法

说明书

技术领域

本发明涉及Mg-Zn-Zr系列镁合金的锻造技术领域，特别是涉及MB15镁合金的锻造技术领域。

背景技术

由于Mg-Zn-Zr系列镁合金具有较高的比强度和比刚度，因此多应用于飞机的各种框架、轮毂等结构件；而MB15镁合金是属于Mg-Zn-Zr系列中的强度较高、综合性能较好的材料，故多用于制造飞机的各种框架；所述MB15镁合金的飞机框架是通过镁合金的棒材锻造成锻件后再经机械加工而制成。通常的MB15镁合金锻件的锻造方法为：首先将MB15镁合金棒料加热至430℃±10℃，保温时间以棒料直径的1.5分钟～2分钟/mm，然后经自由锻制成荒形，进一步经空冷、酸洗、打磨排伤后加热至430℃±10℃保温，保温时间为锻坯最大厚度的1.5分钟～2分钟/mm，最后直接进行模锻，经空冷、酸洗、打磨、排伤后得到机械加工用的锻件；但由于上述方法中始锻温度过高，易使MB15镁合金产生再结晶和晶粒长大，导致合金软化，使强度降低，不能满足飞机框架制造对MB15镁合金锻件的强度要求；另外，由于MB15镁合金塑性差、粘性大，加热模锻过程中在外力的作用下其金属的流动性差以及对变形量敏感导致在大的变形量下易产生裂纹，故此上述方法中所采用的直接模锻，由于变形量较大易产生裂纹，导致锻件的合格率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：避免锻造过程中的再结晶产生和长大所导致的强度降低以及变形过程中的裂纹产生。

本发明的技术方案是:在原有的锻造方法基础上，为了避免锻造过程中的再结晶产生和长大，将MB15镁合金棒料加热后经自由锻制成荒形的加热温度由430℃±10℃降低至410℃±10℃，相应地将保温时间调整为棒料直径的2.8分钟/mm；为了避免锻造过程中由于大的变形量所导致的裂纹产生，故此降低锻造过程中的变形量，将由荒形加热保温后的直接模锻调整为先经平板模锻，空冷后铣掉毛边，酸洗、打磨排伤后再加热、保温进行最终模锻，最后空冷、酸洗、打磨排伤后得到机械加工用的坯料；其平板模锻前后的加热温度调整为410℃±10℃，且平板模锻完成原有自荒形至直接模锻变形量的60%；保温时间均为锻坯最大厚度的2.8分钟/mm。

本发明的有益效果是：在原有的锻造方法基础上，通过将MB15镁合金棒料加热后经自由锻制成荒形的加热温度由430℃±10℃降低至410℃±10℃，相应地将保温时间调整为棒料直径的2.8分钟/mm；将由荒形直接进行模锻调整为先经平板模锻，空冷后铣掉毛边，酸洗、打磨排伤后再加热、保温进行最终模锻，进一步将平板模锻前后的加热温度调整为410℃±10℃，保温时间调整为锻坯最大厚度的2.8分钟/mm，且平板模锻完成原有自荒形至直接模锻变形量的60%；避免了锻造过程中的再结晶产生和长大所导致的强度降低以及变形过程中的裂纹产生，使MB15镁合金的飞机框架制造所需锻件的合格率由80%提高至95%以上，为MB15镁合金的锻造提供了一种选择途径。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的方法进行详细地说明。

某型飞机的隔框采用了MB15镁合金材料，该隔框要求的机械加工用的锻件形状为：对称的倒三角形厚板，板面为三角形的三个顶点处为非尖点的光滑过度凸形台，三角形板面的上部为一向下凹的圆弧状，三角形板面上对称轴的上部为一两侧向内凸的倒梯形凹槽，对称轴的下部为一球面凹槽，自对称轴线至两侧依次分布一圆柱形凹槽和三角形凹槽，总体积达到0.027m³；据此选用直径为90mm、长430mm的MB15镁合金棒料，依据保温时间为棒料直径的2.8分钟/mm，得到保温时间为252分钟；因此将上述镁合金棒料加热至410±10℃，并保温252分钟后经自由锻制成最大厚度为80mm的荒形；空冷后经酸洗、打磨后再加热至410±10℃，依据保温时间为锻坯最大厚度的2.8分钟/mm，得到保温时间224分钟；然后进行平板模锻制成最大厚度为38mm的锻坯，再将所述锻坯加热至410±10℃，依据保温时间为锻坯最大厚度的2.8分钟/mm，计算得到需保温的时间为106分钟，经上述时间的保温后进行最终模锻，最后空冷、酸洗、打磨排伤后得到所需制备的锻件；通过上述改进的锻造工艺，避免了再结晶产生和长大所导致的强度降低，减少了变形过程中的裂纹产生，将上述锻件合格率由原来的80%提高到了98%，为MB15镁合金的锻造提供了一种新的选择途径。