[发明专利]镁合金快速时效与拉伸矫直同步复合工艺

说明书

技术领域

 本发明涉及一种镁合金材料的热处理工艺，特别涉及一种镁合金快速时效与拉伸矫直同步复合工艺。

背景技术

镁合金常采用固溶时效的方法来改善或调整其力学性能和加工性能，但是由于合金元素的扩散和合金相的分解过程极其缓慢，因此，固溶和时效处理时间都较长。固溶及时效处理时，加热会导致镁合金强度降低及应力释放或消除，镁合金工件尤其是棒材或板材等长径比或长厚比大的镁合金工件在自重及应力作用下容易变形，甚至导致镁合金工件弯曲。目前通常采用在固溶时效加热时选择合适的支撑方法、适当的放置位置或利用专门的夹具和支架来减轻或消除镁合金工件的变形。对棒材或板材等长径比或长厚比大的工件通常在固溶处理后人工时效前进行矫直，以满足工件的使用要求。镁合金矫直通常是热矫直，矫直温度通常在300℃以上。

上述固溶后矫直再人工时效的工艺存在的主要问题是：

1）矫直和时效分成两个工序，需要分别加热，工序复杂、能耗高，并且时效时间长达数小时或十几小时；

2）固溶矫直后再时效可能会造成镁合金工件的二次弯曲变形。

发明内容

 有鉴于此，本发明提供了一种镁合金快速时效与拉伸矫直同步复合工艺，能够简化工序，节约能源，并且能够大大缩短时效时间，还能避免镁合金工件二次弯曲变形。

本发明的镁合金快速时效与拉伸矫直同步复合工艺，将已固溶处理的镁合金工件的两端夹持固定，然后通电将镁合金工件加热至170~250℃，保温20~40min，再对镁合金工件进行拉伸矫直，拉伸矫直完成后松开镁合金工件，镁合金工件自然冷却。

进一步，将已固溶处理的镁合金工件的两端夹持固定后，通电将镁合金工件加热至180~220℃，保温30~35min。

进一步，所述镁合金工件为镁合金棒材或镁合金板材。

本发明的有益效果在于：本发明先将已固溶处理的镁合金工件的两端夹持固定，镁合金工件加热时会因热膨胀而受到来自两端夹持装置的压力，通过将加热温度调整至适宜的时效温度范围，并且在应力作用下保温一段时间，使这个存在压力作用的加热过程成为一个压力应变时效过程；镁合金工件拉伸矫直时，矫直的过程同时也成为一个存在拉应力作用的拉力应变时效过程；拉伸矫直完成后松开镁合金工件，镁合金工件自然冷却也是一个时效过程。

因此，本发明将矫直和时效工艺合二为一，矫直和时效同时进行，只需要一次加热，简化了工序，节约了能源，还能避免镁合金工件二次弯曲变形；并且在先压力后拉力的应变时效过程中，加速了Al等与基体材料镁半径相当的元素的运动，加速了时效，使时效时间由传统时效的数小时或十几小时下降为约0.5小时-1小时。 

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为拉伸矫直机的结构示意图；

图2为AZ31镁合金工件经过实施例1工艺处理前的微观组织照片；

图3为AZ31镁合金工件经过实施例1工艺处理后的微观组织照片；

图4为图3中白色相的透射电镜衍射斑。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例1

图1为拉伸矫直机的结构示意图，如图所示，拉伸矫直机1的两端夹具2上安装正负电极3，该正、负电极3的另一端与外加的变压器4相连。本实施例的镁合金快速时效与拉伸矫直同步复合工艺为：将已固溶处理的AZ31镁合金工件5的两端用夹具2夹持固定，此时安装在夹具2上的正、负电极3与镁合金工件5通过夹具2紧密接触，并通过变压器4形成闭合电路，然后通电将镁合金工件5加热至180℃，保温30min，再对镁合金工件5进行拉伸矫直，拉伸矫直完成后松开镁合金工件5，镁合金工件5自然冷却。

对比实施例1工艺处理前、后AZ31镁合金工件的微观组织（图2、图3），发现经过实施例1工艺处理后AZ31镁合金工件的微观组织中增加了大量白色第二相，采用透射电镜对该白色相进行标定，表明该析出相为Mg₁₇Al₁₂相（图4）。

实施例1的结果表明，实施例1同时进行了矫直和时效处理，析出了时效相，镁合金工件存在压力作用的加热过程成为一个压力应变时效过程，矫直的过程同时也成为一个存在拉应力作用的拉力应变时效过程，镁合金工件自然冷却也是一个时效过程，简化了工序，节约了能源，还能避免镁合金工件二次弯曲变形，并且使时效时间由传统时效的数小时或十几小时下降为约0.5小时。