[发明专利]用超声波制备AZ61镁合金半固态坯料的方法

说明书

                    技术领域

本发明涉及一种用超声波制备AZ61镁合金半固态坯料的方法。

                    背景技术

和传统铸造相比，半固态金属成形技术具有高效、节能、近终型生产和成形件性能高等许多优点，被专家们称为21世纪最具前景的加工方法。尤其是镁合金的半固态加工，可以大大降低普通压铸方法生产镁合金零部件时的气孔和缩松等缺陷，为镁合金的大范围推广和应用打下基础。因此，众多学者和企业对镁合金半固态浆料的制备方法进行大量的研究，目前其主要制备方法有：机械搅拌法、电磁搅拌法、应力诱发熔体激活法(SIMA)、近液相线铸造法、超声振动法等。其中超声振动法是一种新兴的半固态制浆方法，它可以促进晶核的形成，细化晶粒，并能在短时间内制备出合格的半固态浆料。

                        发明内容

本发明的目的是提供一种用超声波制备AZ61镁合金半固态坯料的方法，它能在短时间内制备出晶粒组织细小、分布均匀的球状半固态AZ61镁合金浆料。

本发明是这样来实现的，其镁合金成份含量为Al 5.8％～7.2％，Mn不小于0.15％，Zn 0.40％～1.5％，Si 0.10％，Cu 0.05％，Ni 0.05％，Fe0.005％，其它0.30％，余量为Mg，其特征是制备方法为：将镁合金在井式电阻炉内加热，在温度为590℃～620℃，超声导入AZ61镁合金熔体内，超声处理时间在30s～120s，超声输出功率为450W～900W，在超声振动作用下，制得AZ61镁合金半固态坯料。所述超声导入熔体时的温度在605℃为佳；超声处理时间在60s为佳；超声输出功率在900W为佳。

本发明的技术效果是：采用本发明制备的AZ61镁合金半固态坯料，能在短时间内制备出晶粒组织细小，分布均匀的球状半固态AZ61镁合金浆料，且工艺简单、安全可靠、无三废污染。

                    附图说明

图1为本发明超声导入温度对半固态AZ61合金微观组织的影响。

图2为本发明超声功率的变化对半固态AZ61合金微观组织的影响

                  具体实施方式

在不同条件下超声振动对AZ61镁合金半固态组织的影响：

实施例1：超声振动在不同温度导入半固态熔体，分别在590℃、605℃、620℃导入，处理时间控制在60s，超声输出功率为750W。

实施例2：在超声振动导入合金熔体温度设定为605℃，超声输出功率设定为750W，超声时间分别控制在30s、60s、90s、120s。

实施例3：超声振动导入合金熔体温度设定在605℃，超声处理时间为60s，超声的输出功率分别为450W、600W、750W、900W。

从以上三组试验得到的试样中，分别从相同部位截取一部分试样，经粗磨、精磨、抛光后，用4％的硝酸酒精溶液腐蚀，为了更好地研究AZ61镁合金半固态浆料在不同工艺参数下的显微组织，利用Image pro plus 5.01金相分析软件对微观组织进行图像处理和定量分析，主要参数为等效直径(d)和圆整度(f)参数。

如图1所示，随着超声导入温度的降低，超声振动对合金熔体的影响渐渐衰退，初生的枝晶等效直径不断长大，从620℃时的到590℃时的同时，圆整度也随着导入温度的降低，先减小后增大，当605℃以减小到1.41。

如图2所示，超声功率的变化对半固态AZ61合金微观组织的影响规律，随着超声功率的增加，等效直径不断的下降，圆整度更趋近于1，品粒尺寸得到的明显细化，形状趋于圆整。

综上所述，从图1、图2可以看出，AZ61镁合金在超声波振动下制备半固态坯料的理想工艺参数：超声处理温度为605℃，超声处理时间为60s，超声输出功率为900W，其晶粒组织的等效直径大部分位于之间，且晶粒组织的圆度主要在1.2～1.6范围，是理想的细小、均匀的球状半固态AZ61镁合金浆料。