[发明专利]一种提高镁合金韧性的深冷处理工艺

说明书

一种提高镁合金韧性的深冷处理工艺，属于金属材料技术领域。该工艺包括步骤为：(1)将模具预热至100‑400℃；(2)向预热的模具中浇注镁合金熔体，合金凝固；在整个过程中可以同时施加磁场强度为0.5‑5T的旋转磁场，方式为：在浇注过程中可以不施加或施加磁场，凝固过程中施加磁场；(3)将凝固后的镁合金在390‑420℃保温6‑48h固溶处理；(4)将固溶处理后的镁合金进行淬火处理；(5)将淬火处理后的镁合金置于液氮中在‑196—‑209℃处理24‑48h，得到镁合金。通过在旋转磁场条件下对镁合金进行浇注，使合金力学性能有所增加；再经过固溶和深冷处理后，镁合金的韧性得到很大提高。该工艺方法工艺流程简单，有利于实际的应用。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种提高镁合金韧性的深冷处理工艺。

背景技术

镁合金由于自身具有较高的比强度和比刚度，以及良好的导热性和尺寸稳定性，被人们普遍认为是具有发展前景的“绿色材料”。近些年来，镁合金在高铁、汽车制造方面、电子通讯方面和航空航天方面得到广泛应用。但镁合金由于其塑性较差，因此提高镁合金的韧性显得尤其重要。

专利[CN201110041708.8]公开了一种高强度高韧性镁合金板带材的制备方法，其方法是将热变形态镁合金或经400-540℃保温1-15小时后水淬冷却的固溶态镁合金置于液氮中深冷处理后进行冷变形，也可对原始热变形态或固溶态镁合金直接进行冷变形，最后在100-250℃下保温5-100小时进行人工时效处理。其中对热变形态AZ91镁合金进行处理后，镁合金试件的抗压强度和最大压缩率分别为488MPa和15.4％。其发明主要利用液氮冷却下的极低温变形产生大量位错、孪晶等促进析出相形核，而且产生的孪晶还可以改变晶粒取向弱化原始织构，提高合金延性。其与本发明在在深冷处理上有着类似的作用，但其深冷时间过于短，只有5-20min。

专利[CN201310453776.4]公开了一种提高镁合金材料强度和韧性的处理方法，其方法是对镁合金材料依次进行的固溶处理和时效处理，同时在时效处理后对镁合金材料以冷却速度为1-10℃/min从室温冷却到-196℃进行12-30h的深冷处理和在深冷处理过程中对镁合金材料进行的超声场冲击处理，最后进行退火处理。其中对AZ61棒材进行处理后，其抗拉强度达到298MPa，伸长率为20.5％。此发明主要是通过深冷处理和在深冷处理过程中的超声场冲击处理后，更进一步发挥了位错强化、纳米孪晶强化的效果，从而提高该镁合金材料的强韧性，但此发明的冷却速度实验条件难以控制，其工艺较为复杂。

专利[CN201510861466.5]公开了一种提高镁合金塑性加工性能的深冷磁场处理方法，其方法是将镁合金试样用液氮按照一定降温速度降低到超低温后进行恒低温下磁场处理，保温一定时间后以一定的升温速度回复到室温后再加热升温到回火温度，保温一段时间后随炉冷却。其中对AZ31镁合金进行处理后，其延伸率为11.1％，抗拉强度260MPa。其主要利用深冷和磁场耦合作用时弱化镁合金基面织构来实现提高镁合金室温塑性加工性能，但是此发明工艺工序繁多，实验温度条件不易控制，生产效率较低，且合金的塑性提升不是太明显。

因此，寻求一种大幅提高镁合金韧性且工艺简单，以满足日益发展的工艺需要，显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提高镁合金的韧性，提供了一种提高镁合金韧性的深冷处理工艺。通过在旋转磁场条件下对镁合金进行浇注，减少了凝固过程组织中的枝状晶的存在，增加了等轴晶存在的机率，使合金力学性能有所增加；再经过固溶和深冷处理后，镁合金的韧性得到很大提高。该工艺方法工艺流程简单，有利于实际的应用。

本发明的一种提高镁合金韧性的深冷处理工艺，通过以下技术方案实现，具体步骤如下：

(1)模具预热

将模具进行预热，得到预热后的模具，其中，预热温度为100-400℃；

(2)浇注和凝固