[发明专利]一种铜镁合金的组合加工方法

说明书

本发明涉及一种铜镁合金的组合加工方法：第一步，连续等通道转角挤压加工：将铸态铜镁合金切割成柱状试样，对试样进行常规预处理及在模具表面都均匀涂覆固体润滑剂，置入模具中在常温下进行连续多道次等通道转角挤压加工，相邻挤压道次之间试样沿轴线方向旋转180^o，实现合金的组织超细化；第二步，后续退火热处理：将第一步所得的试样进行表面清洗及处理，放入箱式电阻炉中进行热处理。热处理工艺为：退火温度为150～200℃，保温时间0.5～2h。最终得到具备优良耐蚀性的高强高导铜镁合金块材。本发明具有成材率高、工艺操作与设备要求简单，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及一种铜镁合金的组合加工方法，更具体涉及一种利用等通道转角挤压和后续退火热处理改善铜镁合金的组织结构以提高其耐蚀性的的加工方法，属于合金防腐加工领域。

背景技术

铜镁合金是一种以少量镁为添加元素的固溶强化型合金，由于铜和镁的原子半径比较接近，当镁原子掺杂到铜金属中，会使得其强度大大提高，却对导电性能影响较小。铜镁合金最早用于制造电气化铁路的承力索，机械强度高、耐磨性、耐热性及抗高温氧化性好、导电率适中的特点，已被试用于时速300 km及以上的高速铁路接触线。1993年德国铁路公司(DBAG)牵头首次研制出应用于电气化高速铁路接触线的铜镁合金，通过现场测试数据显示，铜镁合金接触线使用寿命约为铜银合金接触线的4倍。由此为其广泛的应用拉开了序幕，除了应用于电气化铁道用承力索、接触线外，在扬声器引线、音响及高张力漆包线等特殊用线方面也得到广泛应用，在诸多领域可代替镉青铜。

在铜镁合金中，高活性镁元素的加入，使得接触线的耐蚀性有所减弱，在沿海地区应用时发现了明显的发黑锈蚀现象。

目前，晶粒细化被公认为是一种能同时提高材料强度和韧性的有效手段，关于各种超细晶材料强韧性的研究也非常广泛。对于铜镁合金材料，从其组织细化和晶粒大小控制入手，人们已近开发了多种加工技术来提高其强韧性。

借助大塑性变形加工技术（SPD）实现组织超细化是提高铜镁合金强度的有效方法之一，且大量研究证明，SPD法可以制备大尺寸超细晶/纳米晶块材，可同时实现金属材料基体和表面的纳米化；其次，不存在污染、孔洞等问题，不会改变材料本身的化学成分。对于大塑性变形制备超级晶/纳米材料的研究始于20世纪80年代末至90年代初，Valiev RuslanZ.和他的同事们通过研究表明用SPD方法可以在大块金属试样中获得超微细晶粒组织，并成为该领域第一批发表论文的研究者。此后该方法引起了各国研究者的极大兴趣。

在众多的SPD技术中，如等通道转角挤压技术（Equal Channel AngularPressing，ECAP ）、高压扭转技术（High Pressure Torsion，HPT）、叠轧深度变形技术（Accumulative Roll Bonding ，ARB)、往复挤压技术( Cyclic Extrusion Compression，CEC)等，ECAP加工是发展最为迅猛的技术之一，也被公认为是一种具有工业应用前景的技术。Y. T. Zhu等人对纯铜进行ECAP加工， 加工16道次后，不仅材料的抗拉强度明显提高，而且材料还具有良好的塑性变形能力。他们发现材料经高道次ECAP加工后，晶粒得到细化，同时出现大量的位错，这使得材料的变形机制由粗晶态的位错滑移向晶界滑移转变，从而使超细晶材料的塑性变形能力和强度都非常高。