[发明专利]一种镁-锌-稀土系镁合金的超低温处理方法

说明书

本发明公开了一种镁‑锌‑稀土系镁合金的超低温处理方法，本方法具体包括缓慢超低温处理和时效处理，以及在时效处理后的急冷超低温处理。缓慢超低温处理是将镁‑锌‑稀土系镁合金放入深冷处理箱中，降温速度为5℃/min，降温至‑100℃下保温5小时，然后继续降温至‑150℃下保温5小时，再升温至‑100℃下保温2小时后取出，放在空气中自然回温至室温。将缓慢超低温处理后的镁‑锌‑稀土系镁合金置于设定控制温度为350℃的马弗炉中保温10小时，取出后自然冷却至室温。最后将镁‑锌‑稀土系镁合金迅速浸入‑196℃的液氮中进行急冷超低温处理，急冷超低温处理时间为12小时，取出后自然恢复至室温。所述的镁‑锌‑稀土系镁合金为Mg‑Zn‑Re三元合金，其中Re为铈或钕。本发明工艺方法简单、操作方便、生产成本低，可使镁‑锌‑稀土系镁合金的综合力学性能显著提高。

技术领域

本发明属于热处理工艺技术领域，涉及镁合金的处理方法，特别是为改善镁-锌-稀土系镁合金力学性能的一种超低温处理方法。

背景技术

镁合金作为一种绿色环保金属结构材料，具有质量轻，比强度、比刚度高，减振性能好，抗辐射能力强等一系列优点，逐渐成为钢、铁、铝和塑料等结构材料的替代品。随着汽车轻量化进程的推进，世界各大汽车公司都已经将采用镁合金零部件作为其重要发展方向，镁-锌系镁合金比镁-铝系镁合金具有更优良的抗高温蠕变性能，非常适合在汽车动力构件中应用，但是锌的添加会在合金内部引入显微缩松，并增大热裂倾向，故通常采用在Mg-Zn系合金中添加稀土元素来克服镁-锌系二元合金所固有的脆性以及热收缩性。研究表明，镁-锌-稀土系镁合金具有较好的高温力学性能和抗高温蠕变性能，但是存在综合力学性能不理想，加工成型性能差的缺点。

为了改善镁-锌-稀土系镁合金的综合力学性能，通常采用固溶+人工时效的热处理方法来提高合金的综合力学性能，但是效果不佳。因此，如何利用有效的热处理工艺来改善镁-锌-稀土系镁合金的综合力学性能是一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种镁-锌-稀土系镁合金的超低温处理方法，该处理工艺方法简单、操作方便、工艺流程短、生产成本低，通过该方法处理的镁-锌-稀土系镁合金与现有处理技术相比，抗拉强度、屈服强度、塑性等综合力学性能得到大幅提高，从而能更好地满足工业需要。

为解决上述技术问题，本发明采用这样一种镁-锌-稀土系镁合金的超低温处理方法，包括缓慢超低温处理和时效处理，以及在时效处理后的急冷超低温处理。缓慢超低温处理是将镁-锌-稀土系镁合金放入深冷处理箱中，降温速度为5℃/min，降温至-100℃下保温5小时，然后继续降温至-150℃下保温5小时，再升温至-100℃下保温2小时后取出，放在空气中自然回温至室温。将缓慢超低温处理后的镁-锌-稀土系镁合金置于设定控制温度为350℃的马弗炉中保温10小时，取出后自然冷却至室温。最后将镁-锌-稀土系镁合金迅速浸入-196℃的液氮中进行急冷超低温处理，急冷超低温处理时间为12小时，取出后自然恢复至室温。

本发明为达到上述技术目的所采用的技术方案是：一种镁-锌-稀土系镁合金的超低温处理方法，包括以下步骤：

(1)将镁-锌-稀土系镁合金放入深冷处理箱中，降温速度为5℃/min，降温至-100℃下保温4-5小时，然后继续降温至-150℃下保温5小时，再升温至-100℃下保温2小时后取出，放在空气中自然回温至室温。

(2)将缓慢超低温处理后的镁-锌-稀土系镁合金置于设定控制温度为350℃的马弗炉中保温10小时，取出后自然冷却至室温。

(3)最后将镁-锌-稀土系镁合金迅速浸入-196℃的液氮中进行急冷超低温处理，急冷超低温处理时间为12小时，取出后自然恢复至室温。