[发明专利]一种AM60B铸造镁合金晶粒细化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属材料领域，特别是涉及一种AM60B铸造镁合金晶粒细化的工艺方法。

技术背景

AM60B铸造镁合金因其具有密度小、比强度高、电磁波屏蔽性、减震性好、铸造性能好和可以回收利用等优点，越来越受到人们的重视，目前已成功应用于航空、汽车制造和电子信息等领域。然而，AM60B镁合金的强度和韧性均比较低，致使其应用受到极大限制。

细化晶粒是一种能同时有效提高金属合金强度和韧性的方法。因此，发展各种能有效细化合金晶粒的技术和方法一直备受关注。

为提高Mg-Al系镁合金的强度和韧性指标，迄今为止，人们已发展了多种细化合金晶粒的方法。其中应用较为广泛的主要是碳变质处理法和固体变形处理法。碳变质处理法因操作温度低、细化效果衰退小已经成为Mg-Al类镁合金最主要的晶粒细化技术，但是含碳变质法中通常是往镁合金中添加C₂Cl₆或者CCl₄等含有碳原子的化合物，而这些化合物在变质过程中会释放大量的氯气，对环境和人体产生损害；固体变形处理法中以大比率挤压晶粒细化效果较为显著，但是该方法对挤压工艺设备的要求较高，且设备投资较大，难以大规模推广应用。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述不足，本发明提供一种AM60B铸造镁合金晶粒细化的方法，该发明采用高压固溶结合常压时效的处理方法来更加有效地细化AM60B铸造镁合金的晶粒。

这种AM60B铸造镁合金晶粒细化的方法，包括以下步骤：

(1)高压固溶处理的步骤为：将AM60B铸造镁合金置于CS-IIB型六面顶压机中，作用于AM60B铸造镁合金上的压力升高至3～6GPa，温度加热至400～500℃，保温30～60min，之后断电保压自然冷却至室温；

(2)常压时效处理的步骤为：将高压固溶处理后的AM60B铸造镁合金在200～300℃的温度下进行时效处理，保温时间为8～12h，之后水冷至室温。

金相显微组织观察表明：处理后的AM60B铸造镁合金中α-Mg基体的平均晶粒尺寸为18.4～12.9μm，该工艺方法可使AM60B铸造镁合金的组织晶粒细小且较均匀。

本发明的有益效果是：首先对AM60B铸造镁合金进行高压固溶处理以使镁合金中的β-Mg₁₇Al₁₂溶入α-Mg基体，然后快速冷却合金，使得溶入α-Mg基体中的β-Mg₁₇Al₁₂来不及析出而形成Mg的过饱和固溶体。在高压固溶处理过程中，超高压力能增加合金组织中的内部缺陷，这将为AM60B镁合金在随后的时效处理过程中的晶核形成提供有利的部位，利于形成细小的晶核。然后再对高压固溶处理后的AM60B铸造镁合金在常压(1个大气压)下进行时效处理，常压时效处理的主要目的是使高压固溶处理后的AM60B镁合金通过回复再结晶获得较细的组织。该工艺方法可使AM60B铸造镁合金的组织晶粒细小且较均匀，仅为常规铸造工艺得到的AM60B镁合金晶粒尺寸的1/5～1/10。

附图说明

图1是AM60B铸造镁合金的金相组织照片；

图2是采用常压条件下固溶+时效处理后的AM60B铸造镁合金的金相组织照片；

图3是采用实施例1处理后的AM60B铸造镁合金的金相组织照片；

图4是采用实施例2处理后的AM60B铸造镁合金的金相组织照片；

图5是采用实施例3处理后的AM60B铸造镁合金的金相组织照片。

具体实施方式：

以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

实施例1

本发明所用AM60B铸造镁合金的化学成分(质量百分数，wt％)为：Al5.59％，Zn 0.008％，Mn 0.387％，Si 0.027％，Cu 0.003％，Ni 0.0008％，Fe 0.0009％，Be 0.0007％，余量为Mg。将所述AM60B铸造镁合金切割成Φ8mm×13.5mm的圆柱体试样，之后将所得到的AM60B铸造镁合金试样在CS-IIB型六面顶压机上进行高压固溶处理。高压固溶处理参数为：压力为3GPa，加热温度为500℃，保温时间为60min，断电保压冷却至室温(约25℃)。然后对高压固溶处理后的试样进行常压时效处理，常压时效处理工艺参数为：加热温度为200℃，保温时间为10h，水冷至室温。