[发明专利]大直径超高强耐高温镁合金壳体件锻轧集成制备工艺

摘要

本发明公开了大直径超高强耐高温镁合金壳体件锻轧集成制备工艺。工艺路线为:半连续电磁铸造、机械加工出锭坯、均匀化退火、多向自由锻造、机械穿孔、环形轧制和T6热处理。所制备的壳体件尺寸为外径φ600‑1700mm、壁厚35‑100mm、高度300‑700mm，其T6态室温切向、高向抗拉强度≥470MPa,伸长率≥5%,200℃时切向、高向抗拉强度≥350MPa,伸长率≥7%。本发明制备出的产品具有大尺寸，无裂纹，超高的室温强度以及优异的耐热性能等特点，可以为航空航天等领域提供合格的镁合金壳体件。

主权项

1.大直径超高强耐高温镁合金壳体件锻轧集成制备工艺，合金质量百分比成份为：Gd：8.0‑9.6%，Y：1.8‑3.2%，Gd含量与Y含量的比值为：3≤Gd/Y≤5，Zr：0.3‑0.7%，Ag：0.02‑0.5%，Er：0.02‑0.3%，Ag含量与Er含量的比值为：1≤Ag/Er≤3，杂质包括Fe、Si、Cu、Ni及其他不可避免的杂质元素，其中Fe≤0.02%，Si≤0.02%，Cu≤0.005%，Ni≤0.003%，杂质总含量不超过0.1%，其余为Mg，具体包括以下步骤：A、采用半连续电磁铸造方法制备镁合金铸锭，规格为φ340‑630mm，长度≥2000mm的锭坯，铸锭浇铸结束后立即在150‑300℃保温12‑16h去应力退火；B、在480‑540℃保温15‑25h进行均匀化处理，然后随炉冷却至室温；C、对铸锭进行车皮，探伤，锯床下料，得到尺寸为φ320‑600mm，长度800‑1200mm的圆柱形锭坯；D、多向锻造前在450℃‑530℃对坯料保温10‑16h，对上下平砧进行加热，控制温度在250‑350℃；E、在立式液压机上进行6‑10mm/s慢速多道次多向自由锻造，具体流程为:以圆柱形坯料高向、任意垂直的两个径向分别为Z，Y和X方向；首先沿着Z，Y和X方向进行3‑6道次镦粗，道次变形量为20‑40%，将圆柱形坯料压成6面体；然后以Y或X为轴，滚动压缩棱角2‑6道次，单道次变形量10‑20%,将6面体压成10‑18面体；最后立起镦粗，压下量20‑40%，将其压成圆柱体；回炉440‑520℃退火保温0.5‑2h，取出后以新的圆柱体的高向，两个任意垂直的径向分别为Z，Y和X方向重复上述锻造和中间退火工艺1‑2次，最终镦粗得到高度300‑700mm的圆柱体坯料，空冷；F、在锭坯中心处机械穿孔，孔尺寸φ200‑280mm；G、对锭坯进行一火次或多火次环轧成形，环轧前460‑530℃保温锭坯4‑6h,预热主动辊、芯辊、抱辊和上下锥辊；轧制时主动辊转速为8‑30r/min，芯辊直线给进速度0.2‑2.0mm/s，锥辊沿高向施加2‑10mm压下量，轧辊温度250‑300℃，每火次轧制变形量20%‑60%；轧制结束后回炉450℃‑520℃保温0.5‑2h；利用一次或多火次的轧制变形，制备出外径φ600‑1700mm、壁厚35‑100mm、高度300‑700mm的镁合金壳体件，空冷至室温；H、对壳体件进行T6热处理，固溶制度为350‑450℃保温30‑120min，时效制度为200‑250℃保温10‑72h；其T6态室温切向、高向抗拉强度≥470MPa,伸长率≥5%,200℃时切向、高向抗拉强度≥350MPa,伸长率≥7%。