[发明专利]一种基于拉拔工艺快速制备镁合金细晶丝材及超细镁合金丝材的方法

说明书

一种基于拉拔工艺快速制备镁合金细晶丝材及超细镁合金丝材的方法，属于有色金属塑性成形领域。本发明要解决现有镁合金拉拔工艺存在易断丝和晶粒尺寸不理想的技术问题。镁合金细晶丝材制备方法：将镁合金铸锭热挤压成直径Φ为6mm～10mm棒材后，退火；二、进行热拉拔，每道次热拉拔后立即水冷至室温；三、连续冷拔，退火后空冷至室温；四、重复步骤二到三的操作，直至直径Φ在1.0mm～1.5mm；超细镁合金丝材制备方法：步骤1、对上述镁合金细晶丝材进行连续冷拔，直至直径Φ在1.0mm以下，退火后空冷至室温；步骤2、重复步骤1的操作，直至Φ为0.10mm。本发明的方法制得Φ0.10mm丝材的平均晶粒尺寸为1μm。

技术领域

本发明属于有色金属塑性成形领域；具体涉及一种通过高温热拉拔与室温冷拔配合制备镁合金细晶丝材以及超细镁合金丝材的方法。

背景技术

镁合金是工程应用中最轻的结构金属材料，对环境无污染、可回收，但镁是密排六方晶体结构，导致镁合金在室温下的塑性变形能力较差，加工成形困难，很大程度上限制了镁合金在结构领域的应用。

为改善镁合金组织和性能，提高其塑性加工能力，热加工是最重要的方法之一。而通过热挤压制备镁合金细丝时，对模具的要求高，需要的挤压力大，模具的损耗严重，并且挤压的丝材表面质量较差。拉拔工艺是生产金属丝材，保证丝材表面质量最重要的工艺方法之一，但镁合金室温塑性变形能力差，室温冷拔容易断裂。专利号为CN1554495A的中国专利公开了一种镁合金丝材的热拉拔工艺，通过加热模具，将热量传导给拉拔的镁合金丝，提高丝材的形变温度来增加镁合金的塑性，从而实现较大的变形量。另外，高温拉拔时，丝材发生加工硬化的同时发生动态回复和动态再结晶软化，可减少中间退火次数。但这一热拉拔工艺仍有不足：一是高温下拉拔，拉拔后丝材的温度很高，自然放置时仍会发生回复和再结晶，这将使丝材的晶粒继续长大，使丝材的综合力学性能下降，不利于连续拉拔；二是高温下拉拔制备细小尺寸丝材时，高温使丝材的加工硬化效果减弱，强度下降，在出模口拉拔丝材频繁发生断丝。

细化晶粒是增加材料强度和塑性的最有效方法之一，通过细化拉拔镁合金的原始晶粒组织，从而提高镁合金塑性加工性能，使室温塑性变形能力差的镁合金更易于拉拔成型。专利号为CN101468363B的中国专利公开了一种室温多道次冷拔工艺，单道次变形量7～12％，累积变形量50～60％，退火温度400～420℃，退火时间1～3min，通过室温冷拔与再结晶退火配合，顺利将直径2～3mm的细晶镁合金线材加工到直径0.22mm。该工艺方法已成为一种较为成熟的常规变形镁合金细丝生产方法，但该拉拔工艺对原材料晶粒尺寸要求必须是细晶，其选择热挤压线材为原材料时要求晶粒尺寸小于20μm。铸态镁合金经热挤压后晶粒尺寸明显降低，但仍在10～50μm左右，仍不利于镁合金在室温下进行拉拔。

发明内容

本发明目的是提供一种通过高温热拉拔与室温冷拔配合大幅减小镁合金的晶粒尺寸，增大拉拔累积变形量，减少中间退火次数，降低室温拉拔镁合金的选材要求，从而提高生产效率、降低能耗、提高丝材性能的镁合金细晶丝材以及超细镁合金丝材制备方法；解决了现有镁合金拉拔工艺存在易断丝和晶粒尺寸不理想的问题。

本发明的一种基于拉拔工艺快速制备镁合金细晶丝材的方法是按下述步骤完成的：

步骤一、将直径为30mm以上镁合金圆棒铸锭热挤压成直径φ为6mm～10mm棒材后，退火；

步骤二、然后进行3～5道次热拉拔，每道次热拉拔丝材出模后立即水冷至室温；

步骤三、进行3～5道次连续冷拔，退火后空冷至室温；

步骤四、重复步骤二到三的操作，直至直径φ在1.0mm～1.5mm，即得到镁合金细晶丝材。

冷拔是指在材料处于常温的条件下进行拉拔。