[发明专利]提高高强耐热变形镁合金筒形件性能的形变热处理工艺

说明书

本发明涉及一种高强耐热变形镁合金筒形件性能的形变热处理工艺，属于有色金属材料及工艺领域。本发明采用旋压变形后时效热处理技术，在高温下通过旋压点接触变形，产生连续、逐点的塑性变形，实现筒形件均匀变形，提高变形程度，均匀组织性能，实现了变形镁合金筒形件性能的各向同性。该过程可分为两个阶段，第一阶段是通过高温旋压形变提高筒形件的变形程度，均匀组织性能，发挥WE71M变形镁合金晶粒细化强化效果，提高WE71M筒形件力学性能。第二阶段对筒形件旋压变形后进行时效热处理，更利于晶界处的非连续析出弥散强化相的析出，提高材料的性能。经高温形变热处理后筒形件的性能获得了进一步的提高，同时组织更加均匀。

技术领域

本发明涉及一种高强耐热变形镁合金筒形件性能的形变热处理工艺，属于有色金属材料及工艺领域，特别涉及一种提高WE71M高强耐热变形镁合金筒形件性能的形变热处理工艺，所述的WE71M高强耐热变形镁合金是指Mg-Y-Nd系高强耐热变形镁合金，高强是指力学性能抗拉强度不低于300MPa。耐热是指150℃下力学性能抗拉强度不低于280MPa，所述的提高WE71M高强耐热变形镁合金筒形件性能是指提高WE71M高强耐热变形镁合金力学性能。

背景技术

随着航天武器导弹增程减重需求的不断提升，对导弹舱体类结构件轻质减重提出了要求，而镁合金作为最轻的金属结构材料，是实现导弹舱体轻量化的有效手段。导弹在飞行过程中环境为高温，要求镁合金材料的耐热性能。舱体筒形件成形方法一般有变形和铸造。变形后的舱体筒形件相比于铸造成形力学性能更高、致密性更好、表面质量更优等优势。因此，采用变形成形的高强耐热镁合金筒形件具有更广泛的应用前景。

筒形件现有的变形成形方法一般有环轧成形和挤压成形，成形后再进行热处理以提高筒形件的力学性能。而环轧成形的高强耐热变形镁合金筒形件表层和芯部变形组织不均匀，挤压成形的高强耐热变形镁合金筒形件存在强烈的各向异性，同时两种成形工艺，材料的利用率较低，批量生产成本较高。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种提高高强耐热变形镁合金筒形件性能的形变热处理工艺，该方法能够克服现有成形工艺方法得到的合金组织性能不均匀，存在各向异性，同时材料的利用率较低的问题。本发明通过对高强耐热变形镁合金筒形毛坯件旋压形变处理后进行时效热处理，达到形变强化和时效热处理复合强化效果，提高高强耐热变形镁合金筒形件力学性能，同时使筒形件性能各向同性。

本发明的技术方案：

一种提高高强耐热变形镁合金筒形件性能的形变热处理工艺，该工艺的步骤包括：

(1)将高强耐热变形镁合金挤压筒形毛坯件安装在旋压芯模工装上，并对高强耐热变形镁合金挤压筒形毛坯件进行乙炔火焰加热，加热温度为450～500℃；

(2)开始进行旋压；旋压工艺参数为：芯模工装的转速60～80r/min；旋轮进给比1.1～1.5；累积变形量不低于35％；

(3)旋压结束后进行脱模，并自然冷却至室温，得到高强耐热变形镁合金挤压筒形旋压件；

(4)将步骤(3)得到的高强耐热变形镁合金挤压筒形旋压件安装在热处理工装上，并对其进行安装定位；

(5)对步骤(4)得到的旋压件连同热处理工装一起放置到热处理设备中进行时效热处理，时效温度范围200～250℃，时效时间20～72h；

(6)待旋压件时效热处理完成后，温度降低到100℃以内，出炉空冷，冷却到室温，拆除热处理工装，得到处理后的高强耐热变形镁合金筒形件。