[发明专利]一种提高镁合金抗蠕变性能的方法

说明书

本发明涉及一种提高镁合金抗蠕变性能的方法，属于工业用镁合金范畴。该方法包括：(1)首先对镁合金型材进行冷变形处理或者温变形处理，变形处理方法包括锻造、轧制或者拉拔，同时在镁合金型材表面形成坑点或者划痕；(2)对经过处理的镁合金型材表面进行喷丸处理，喷丸处理过程包括第一次喷丸和第二次喷丸，第一次喷丸采用钢质弹丸，第二次喷丸采用玻璃材质弹丸，直至试样表面光洁。本发明利用增加材料表面压应力的方法提高材料的抗蠕变性能，具有操作简单，方法可行的优点。本发明方法还可以用于铝合金、钛合金、铜合金以及其他有色金属，提高合金的抗蠕变性能。

技术领域

本发明主要涉及变形镁合金，具体涉及一种提高镁合金抗蠕变性能的方法，属于工业用镁合金范畴。

背景技术

我国是纯镁的生产大国，正在向镁合金强国迈进。目前主要的镁合金产品是铸造镁合金，由于其本征性能过低，不能作为大型高承力构件使用，限制了镁合金产品的进一步应用，生产出的产品附加值过低，不能给镁合金企业带来丰厚的利润，直接导致资本市场轻视镁合金产业，迄今为止，我国仍没有一家以镁合金为主要产品的国有大型加工企业。近年来，随着镁合金的新的性能被开发利用，相关概念获得市场追捧，但作为结构材料来讲，其本征性能较低依然没有获得革命性改变。相比铸造镁合金而言，变形镁合金具有更加优异的综合性能，是未来扩大镁合金应用的有效途径之一，因此应用的场合也可以比铸造镁合金更加广泛，特别是在某些复杂服役环境中可以获得应用，当其作为某些承力构件长时服役时，在环境温度作用下，材料会发生缓慢变形，这些变形属于永久性不可逆转性变形，即材料发生了蠕变。发生了蠕变的材料如果继续服役，将严重影响装备的使用精度和运行寿命，显著增大装备发生故障的概率，甚至会发生灾难性破坏。因此，为了能够保证装备的使用寿命，需要提高选用镁合金材料的抗环境变化的能力，即提高合金的抗蠕变性能。

目前，为了能够提高镁合金蠕变性能，常见的做法是采用合金化的方法，增大蠕变行为发生的难度，比如抑制晶界移动、位错滑移或者空位的移动等，其物理本质就是在于减少缺陷的可动机制，所以，如何在变形镁合金中实现该目标，一直以来就是大家关注的焦点，其原因在于变形镁合金晶粒尺寸相对较小，蠕变扩散能力较强，合金发生变形的概率显著增加。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明希望能够在不增加变形镁合金密度的前提下，提供一种有效增加合金抗蠕变能力的方法，为进一步扩大镁合金应用提供有效保证。为此，本发明提供了一种工业设计方案，经过一定工艺处理后，可以提高合金的抗蠕变能力。

一种提高镁合金抗蠕变性能的方法，包括如下步骤：

(1)首先对镁合金型材进行冷变形处理或者温变形处理，变形处理方法包括锻造、轧制或者拉拔处理等，同时在镁合金型材表面形成坑点或者划痕；

(2)表面处理：对经过处理的镁合金型材表面进行喷丸处理，喷丸处理过程包括第一次喷丸和第二次喷丸，第一次喷丸采用钢质弹丸，第二次喷丸采用玻璃材质弹丸，直至试样表面光洁。

步骤(1)中，所述的镁合金型材具体可以包括板材、棒材以及具有等截面的挤压材，最小厚度或直径尺寸大于等于2mm；所述的镁合金可以是变形镁合金。

对于锻造处理方法，在镁合金型材表面增加辅助砧板，砧板上设置钢针；对于轧制处理方法，在镁合金型材表面增加辅助衬板，衬板上设置钢针；对于拉拔处理方法，在拉拔模具上设置垂直的钢针，进而在试样表面形成微划痕。辅助砧板、辅助衬板和模具上设置密集排列的钢针，钢针间距0.3mm～1.5mm，钢针直径为0.35mm～5mm。这些钢针直接作用于型材表面，形成密集的小坑点或者划痕，起到增加局部变形的作用。

变形处理温度范围为室温(25℃)～150℃之间，真应变变形量在0.002～0.2之间。