[发明专利]一种镁合金丝材的制备方法

说明书

本发明公开一种镁合金丝材制备方法，所述镁合金成分为Mg‑Zn‑Mn‑X，Zn的重量百分比为0.1%－6%：Mn的重量百分比为；X为Ag、Sr、Ca、Bi中的一种，其中Ag的重量百分比为0.1%－1%，Sr的重量百分比为0.1%－1%，Ca的重量百分比为0.1%－1%，Bi的重量百分比为0.1%－1%；包含挤压、退火、拉拔步骤，获得直径为0.1mm～1mm Mg‑Zn‑Mn‑X（X=Ag、Sr、Ca、Bi）合金丝材。本发明所获得的镁合金丝材克服了镁合金变形较难的问题，同时获得的丝材直径小、显微组织均匀且力学性能良好。

技术领域

本发明涉及一种可通过挤压、拉拔和热处理工艺相结合，获得细直径的一种镁合金丝材的制备方法，属于金属材料及其加工工艺技术领域。

背景技术

镁合金目前是应用于工程中最轻的结构材料，被称为21世纪的绿色工程材料，因为其对环境无污染，可回收重复使用，称为广泛研究的有色金属材料之一。将其加工成不同形状，可以用于不同的应用领域，因此对其加工成形工艺的研究具有明确的实际应用价值。

但是，镁合金在加工成形方面存在一定的困难。镁基体是密排六方结构，在室温下仅有3个滑移系，所以其在室温下的塑性变形能力较差，只有通过加热到一定的温度下，开动更多的滑移系，才能进一步提高其塑性变形能力，热加工是改善其组织和性能的重要方法。

拉拔是获得金属丝材的主要塑性变形方式。在外加拉力的作用下使金属坯料通过模孔，以获得尺寸精确、表面光洁的丝材。然而，对于镁合金的拉拔，目前报道非常之少。这是因为镁合金塑性变形困难，容易产生拉丝裂纹造成报废。不过，仍然有部分对于镁合金的拉拔工艺的研究取得了一定的进展。金文中^[等研究了热拉拔成形镁合金焊丝，将AZ61镁合金经过连续多道次热拉拔拉至φ1.2mm，所得丝材的抗拉强度达到388MPa。另外Sumitomo公司采用AZ31及AZ61作为加工材料，通过挤压工艺获得了性能可和铝合金媲美的镁合金管材。中国专利申请号201710159114.4公布了一种成分为镁、锌的镁合金丝材的制备方法。该专利主要通过等通道角挤压和多道次拉拔将镁合金加工成丝材，最细的丝材直径能够达到φ0.3mm，其加工丝材的方法主要是利用等通道角挤压的剪切力让金属变形，该方法的挤压比不变，但是对模具的要求高，挤压的压力很大，模具损耗严重，与本专利的利用大挤压比破碎金属晶粒的方法不同。Zhou等人将0.5%～1.5%Nd元素添加入Mg-Zn-Mn合金中，取得了综合性能较好的挤压态镁合金材料。其中抗拉强度最高能达到250～300MPa，延伸率均高于20%，同时还具有良好的耐腐蚀性能。Qi等人研究了Y元素添加入Mg-Zn-Mn合金后材料组织和性能的变化。获得的挤压态镁合金具有很高的抗拉强度，达到了290MPa～340MPa。中国专利申请号201710051554.8公布了一种高强度高塑性镁锌锰钇合金的制备方法。该专利主要公布了一种适合于该成分合金的熔炼、均匀化及挤压工艺，从而提高了被加工合金的力学性能和塑性，有效地扩大了镁合金的使用范围。但是，对于Mg-Zn-Mn-X（X=Ag、Sr、Ca、Bi）合金作为镁合金丝材使用未见报道。将Mg-Zn-Mn-X（X=Ag、Sr、Ca、Bi）合金加工成丝材，可以用作结构材料使用，同时也可用于医用植入材料，用于制成手术器械用的吻合钉、连接线、针、箭头等，因此将该材料制成丝材对于拓展镁合金的应用领域有很大的促进作用。但是Mg-Zn-Mn-X（X=Ag、Sr、Ca、Bi）合金在加工特性上，在组织结构上，与现有的AZ系列的镁合金有明显差别。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是Mg-Zn-Mn-X（X=Ag、Sr、Ca、Bi）合金加工过程中难以获得细直径的丝材，并且具有较好的力学性能及组织形态。

这种镁合金丝材的制备方法，所述镁合金成分为Mg-Zn-Mn-X， Zn的重量百分比为0.1%－6%：Mn的重量百分比为；X为Ag、Sr、Ca、Bi中的一种，其中Ag的重量百分比为0.1%－1%，Sr的重量百分比为0.1%－1%，Ca的重量百分比为0.1%－1%，Bi的重量百分比为0.1%－1%；包含如下步骤：