[发明专利]制造由镁合金所制成的热锻部件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属加工领域，更具体地涉及镁合金的加工。

背景技术

为了产生一些高性能的机器部件，通常的做法是使用铝或铝合金，因为它们具 有重量轻的机械特性。因为这些原因，它们特别地用在汽车和航空机器中。通常， 从通过铸造技术所获得的板材或坯件机械加工部件，诸如发动机机壳部件。然而， 当处理在工作时暴露于范围是150-180℃以上温度的部件时，这些材料的热稳定性 变得不足。在使用中，由于变形和机械强度的损失，这个弱点更明显。增加它们的 重量不是该领域的解决方案，因为在该领域中重量是材料选择的重要因素。

已经建议对于相同的应用，用基于镁的合金替换这种金属。这是因为一方面已 知这种合金的较低密度，另一方面因为它们能够由较好的抗热性获益。然而，并不 是所有的镁合金都是令人满意的。例如，已知的AZ31、AZ61或AZ80和ZK系列 合金与铝合金表现相似，但是不满足所表述的要求。最近几年，新铸造的镁合金已 经出现，并且意欲应用在相同的领域，但是铸造引起了约15％到30％的高水平缺陷。 当设计部件时，不得不考虑缺陷，诸如多孔性或缩痕。这降低了它们应用的益处。

而且，据申请人所知，只有一种工业锻造镁合金WE43在大于180℃以上温度 的使用领域具有足够稳定的特性，但是它非常昂贵。

然而，根据现有技术，镁合金块的抗拉强度和屈服强度受进行变形所在的温度 不利地影响是可接受的。著作，镁合金技术(magnesium technology)，2006，Horst E. Friedrich和Barry L.Mordike，Springer Germany出版，图6.64表明受到挤压处理的 QE22合金(Mg-2，2Ag-2Nd-0.5Zr)铸锭，当制造铸锭的温度增加时，它经历了它的 机械特性的降低。所研究的温度限于400℃。

发明内容

申请人自己设定了生产由镁合金制成的部件的目标，以便于减少该部件的重量， 特别是与铝合金比较下的重量，但是所述部件在工作温度时的冶金学和空间的稳定 性是足够的，而不要求机械加压区域增厚。因为实际上，为了考虑由于所组成材料 的热老化的特性的损失，这种增厚常常是必要的。

费用保持在使用已知合金的费用以下是重要的。

通过制造由镁合金制成的部件的方法，本发明达到了这些目的，该方法包括锻 造所述合金坯料的步骤，接着热处理，其特征在于合金是基于85％镁的铸造合金， 以重量计，包含：

0.2％到1.3％锌；

2％到4.5％钕；

0.2％到7.0％原子量从62到71的稀土金属；

0.2％到1％的锆；

并且，其特征在于在400℃以上的温度进行锻造。

铸造合金的一个例子是由公司Magnesium Elektron Limited(参考是Elektron 21)所提供的标准名称为EV31A的铸造合金，并且其更精确的组分如下：镁合金 包含：0.2％到0.5％锌，2.6％到3.1％钕，1.0％到1.7％的钆，并且用锆饱和。专利申 请WO 2005/035811的权利要求限定了这种产品。

更特别地，锻造温度是在420℃和430℃之间，并且以慢速率，特别是小于 40mm/s的对应于锻造滑动移动的速率进行塑性变形。

尽管根据现有技术，如上面著作中所示例的，看起来镁铸造合金的热锻在它的 机械特性方面不会产生好的结果，但是已经令人惊奇地发现应用本发明的方法于已 经提供高机械特性和改善的抗腐蚀性的EV31A家族的铸造合金可以产生部件，该 部件进一步显示了优良的抗老化性，同时能够在约200℃的温度下工作。而且，大 大降低了锻造水平的缺陷。

优选地，并且根据一个实施方式，在一个或多个步骤中，通过闭模锻造进行锻 造的塑性变形。

根据另一个实施方式，通过挤压或滚压进行塑性变形。

根据另一个特征，铸造原始的坯料，并且更特别地在闭模锻造前预锻造铸造块。

根据另一个特征，锻造之后是带有固溶热处理步骤的热处理，猝火步骤和在200 ℃和250℃之间温度的回火步骤。

现在，参考附图，通过下面非限制性的实施例描述本发明的一个实施方式。

附图说明

图1表示铸造合金坯料在锻造前它的原始形式和加工后它的形式。

图2表示闭模锻造设备的例子。