[发明专利]一种对ZM6镁合金铸件进行快速时效的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及金属结构材料的热处理技术领域，具体涉及一种对ZM6镁合金铸件进行快速时效的热处理工艺。

背景技术

镁合金密度小，比强度、比刚度高，有良好的铸造和切削加工工艺性能。并且具有较高的阻尼减震和电磁屏蔽特性，导热能力比工程塑料高100倍，故又特别适合制造电子装置。此外，镁合金回收比较容易，回收过程消耗能量仅为生产时消耗能量的5％左右。因此被誉为“21世纪的绿色工程材料”。

ZM6是铸造镁合金三大系列之一Mg-RE-Zr系合金中的一种，是我国应用最早、最为良好的铸造镁合金之一。该合金是以钕为主要合金元素，由于其具有优良的室温及高温力学性能及铸造性能，可广泛用来制造各种受力构件，如制造直升机的发动机后减速机匣、飞机机翼翼肋和液压恒速装置支架以及30万千瓦气轮发电机的转子引线压板等零部件，在航空航天、军用国防等领域得到相对广泛的应用。目前，铸态ZM6镁合金无法满足航天器及尖端武器上的较高性能要求，通常采取固溶+时效的热处理手段来改善或调整其力学性能，针对ZM6合金的传统时效工艺通常温度较低(150～200℃)，时效强化是一个过饱和固溶原子缓慢析出，形成盘状柱面析出相的过程，所需时间较长，通常在10小时以上，中华人民共和国航空行业标准HB5462-90(镁合金铸件热处理)上规定的ZM6镁合金铸件的时效处理条件为195～205℃，12～16h，时效时间长，生产周期久，能耗高，效率低。

发明内容

本发明目的在于提供一种对ZM6镁合金铸件进行快速时效的热处理工艺，该工艺利用短时高温处理，促使在基体中形成有序排列的球状相，可以使ZM6镁合金铸件的屈服强度显著提高，与传统时效处理工艺相比大大缩短了时效处理时间，提高生产效率、降低成本，有重要的生产应用价值。

本发明的技术方案如下：

一种对ZM6镁合金铸件进行快速时效的热处理工艺，该工艺首先将ZM6镁合金铸件进行固溶处理，固溶处理的温度为500～545℃，时间为5～24h，取出后冷却；然后将其在热处理炉中进行时效处理，时效处理温度225～325℃，保温10min～2h，取出后冷却。

上述固溶处理后的冷却方式为水冷、油冷或空冷。

上述时效处理后的冷却方式为水冷、油冷或空冷。

本发明具有如下优点：

1、本发明方法简单，易于操作，适合批量生产。

2、本方法利用短时高温处理，促使在基体中形成有序排列的球状相，可以使ZM6镁合金铸件的屈服强度显著提高。

3、本发明与传统时效处理工艺相比，有效的缩短了热处理时间，降低能耗，缩短生产周期，提高生产效率，降低成本。

附图说明

图1是实施例1铸态ZM6镁合金扫描电镜照片。

图2是实施例1经过固溶处理的ZM6镁合金金相。

图3是实施例1经过时效处理后的ZM6镁合金扫描电镜照片。

图4是对比例1经传统时效处理的ZM6镁合金透射电镜照片。

具体实施方式

实施例1

所用ZM6镁合金成分为(wt.％)：Nd 3.27％，Zn 0.5％，Zr 0.6％，Mg为余量，将上述镁合金用线切割切成标准拉伸试样，放入箱式电阻炉中加热525℃后保温14h后水冷。再将水冷后的镁合金拉伸试样进行时效处理，处理条件为：放入箱式电阻炉中加热到250℃后保温20min，取出后空冷。

如图1所示，铸态时ZM6镁合金的扫描电镜照片，晶界析出有大量的共晶相。

如图2所示，固溶处理后的ZM6镁合金的金相中，共晶相几乎完全溶解。

如图3所示，经时效处理后从晶界向晶内形成了一些有序排列的球状析出相(如虚线所示)。

对比例1

与实施例1不同之处在于：采用传统时效处理条件：放入箱式电阻炉中加热到200℃后保温14h，取出后空冷。本例时效后析出大量平行于{1100}面的盘状析出相，如图4所示。

经实施例1和对比例1热处理的试样室温拉伸性能测试结果见表1。

表1经实施例1和对比例1热处理的ZM6镁合金室温力学性能

实施例2

所用ZM6镁合金成分为(wt.％)：Nd 3.27％，Zn 0.5％，Zr 0.6％，Mg为余量，将上述镁合金用线切割切成标准拉伸试样，放入箱式电阻炉中加热525℃后保温14h后水冷。再将水冷后的镁合金拉伸试样进行时效处理，处理条件为：放入箱式电阻炉中加热到275℃后保温20min，取出后空冷。