[发明专利]镁合金3D超塑化处理方法以及超塑性精密成型方法

权利要求书

1.一种镁合金3D超塑化处理方法，其特征在于，对经过锻前预处理后的非空心镁合金铸件，在镁合金超塑性变形温度范围内，以依次经过Z轴，X轴，Y轴三个方向下压坯件为一个循环，经过至少两个循环，得到设定尺寸的锻坯件，完成3D超塑化处理；Z轴方向为镁合金原始铸锭的长轴方向，X轴、Y轴、Z轴满足笛卡尔坐标关系；坯件变形的应变速率控制在10^-2s^-1～5×10^-5s^-1。

2.根据权利要求1所述的镁合金3D超塑化处理方法，其特征在于，锻前预处理的具体实现形式为：去除镁合金原始铸锭表面的毛刺和氧化皮，并将处理后的的坯件进行均匀化热处理实现铸件的元素均匀化，形成等轴晶体。

3.根据权利要求1所述的镁合金3D超塑化处理方法，其特征在于，从第二个循环开始，每次循环的锻造温度比前一循环的锻造温度低25～50℃。

4.根据权利要求1或2所述的镁合金3D超塑化处理方法，其特征在于，第一循环内沿Z轴方向的下压范围为坯件Z轴方向高度的40％～80％；沿X轴方向的下压范围为坯件X轴方向宽度的50％～90％；沿Y轴方向的下压范围为坯件Y轴方向宽度的55％～90％；第二循环以后的各个方向锻造下压量不超过50％。

5.根据权利要求4所述的镁合金3D超塑化处理方法，其特征在于，3D超塑化处理过程中得到的锻坯件最长方向与最短方向的长度比值不大于2.5。

6.一种镁合金3D超塑化处理装置，其特征在于，包括上砧板、下砧板；所述上砧板与提供压力的压力柱固定连接；所述下砧板与下压台固定连接；所述上砧板和下砧板均设置有恒温加热装置；所述上砧板和下砧板之间形成金属合金铸件的容纳空间，且容纳空间的外侧设置有保温套；所述下砧板与下压台之间设置有隔热层。

7.一种镁合金超塑性精密成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：锻前预处理，去除镁合金原始铸锭表面的毛刺和氧化皮，并将处理后的坯件进行均匀化热处理至形成坯件的元素均匀化，形成等轴晶体即得到镁合金铸件；金属合金原始铸锭的质量比成品件的质量大1％～15％；

步骤二：3D超塑化处理，以镁合金铸件为坯件，在镁合金超塑性变形温度范围内，以依次经过Z轴，X轴，Y轴三个方向下压坯件为一个循环，经过至少两个循环，得到设定尺寸的锻坯件，完成3D超塑化处理；Z轴方向为镁合金合金原始铸锭的长轴方向，X轴、Y轴、Z轴满足笛卡尔坐标关系；坯件变形的应变速率控制在10^-2s^-1～5×10^-5s^-1；

步骤三：超塑性等温精密模锻成型，将镁合金3D超塑化处理后得到的坯件在超塑性变形温度范围内放入精密成型锻造模具；在超塑性变形温度条件下施压，使锻坯件保持不大于10^-2s^-1的应变速率至锻模充型完成得到成型件；施压所使用的砧板具有与最终成型部件上部形状相一致的型面；

步骤四：锻后处理：脱模后的成型件去除毛刺，并对成型件进行常规热处理得到成品件。

8.根据权利要求7所述的镁合金超塑性精密成型方法，其特征在于，锻前预处理中均匀化热处理分为若干温度段进行，相邻温度段的差值为70～100℃，每个温度段的保温时间为1～7h。

9.一种根据权利要求7或8所述的镁合金超塑性精密成型方法制备的轨道列车过渡车钩，过渡车钩的强度达到350MPa以上。