[发明专利]一种提高Mg-Zn-Er合金屈服强度的双级连续挤压制备方法

说明书

一种提高Mg‑Zn‑Er合金屈服强度的双级连续挤压制备方法，属于镁合金制备领域，本发明所提供的双级挤压制备方法中，利用两个连续放置的挤压垫片达到双级连续挤压的效果。其中第一级挤压垫片的内径要大于第二级挤压垫片的内径。经过两次连续挤压变形后能够提升镁合金的屈服强度12％以上。这种方法工艺简单易于操作，可以进一步提升现有镁合金棒材的力学性能，拓展镁合金在航空航天以及汽车发动机等领域的应用。

技术领域

本发明属于镁合金制备领域，具体涉及开发一种提高Mg-Zn-Er合金屈服强度的双级连续挤压制备方法。

背景技术

镁金属作为目前最轻的工程结构材料，其密度仅为钢的1/4、铝的2/3。除此之外，镁还有低密度、高比强度和比刚度、高弹性模量和电负性、好的导热性等优点，并已广泛应用于汽车工业、纺织和印刷行业、航空航天和3C产品等对材料要求轻量化、高效率的行业。镁在地球上的资源储量是相当丰富的，在地壳中含量居第8位，约占地壳总量的2.35％，占海水质量的0.14％，仅次于铁和铝，居常用金属的第3位。镁元素在海洋与盐湖中的含量也十分可观，海洋中镁的含量达6×10¹⁶t,即在每立方海水中，就存在约1.3kg的镁。并且镁及其合金易回收利用。

但目前镁合金的力学性能不足，变形能力差等问题极大的限制了镁合金的应用。在经过多道次轧制后Mg-Zn-Er合金的力学性能得到有效改善，但工艺复杂，如何利用简单的工艺有效地提升镁合金的力学性能成为亟待解决的问题。

本发明针对以上镁合金的不足提出的方案具有如下积极意义：一、运用了利用连续挤压变形有效提升材料的屈服强度，增加材料的塑性变形能力；二、该方法设备简易，操作简单，有希望用于工业化生产应用。

发明内容

本发明的技术目的主要是针对当前镁合金塑性变形能力较差，影响工业化应用的问题，通过连续挤压变形装置，使得镁合金的屈服强度得以有效提升，该方法设备简易，操作简单，有望应用于工业化生产中。

本发明针对目前镁合金提高力学性能工艺复杂的不足，提出了一种双级挤压装置及其挤压方法，尤其适用于Mg-Zn-Er合金。它针对镁合金变形的特点有效改善晶粒大小以及第二相分布，从而有效提升材料的屈服强度。

一种提高Mg-Zn-Er合金屈服强度的双级连续挤压制备方法，其特征在于，将镁合金连续进行两次挤压，其中第一级挤压所用挤压垫片圆环内径要大于第二级挤压所用挤压垫片的圆环内径，即第一级挤压比要小于第二级挤压比。

两次挤压挤压为连续挤压，挤压锭在第一级挤压垫片内变形后马上由二级挤压垫片挤压成型，中间没有其他变形工艺。

第一级挤压的挤压比可以是1～20的任意挤压比，而第二级挤压的挤压比为大于第一级挤压比的任意挤压比。

挤压比为圆环形挤压垫片外径构成的面积与内径构成的面积之比。

双级连续挤压方法都是将模具与挤压锭一同加热到250℃以上进行挤压，经过两次连续挤压变形，最终得到Mg-Zn-Er棒材。

一种提高Mg-Zn-Er合金屈服强度的双级连续挤压制备方法，具体包括以下步骤：

1)铸态合金材料的制备；2)双级连续挤压工艺

具体如下：

1)铸态合金材料的制备

(1)将镁锭、锌锭、Mg-Er中间合金按目标合金中组分的重量百分比进行备料，并在马弗炉中进行烘干；

(2)将石墨坩埚在感应炉中加热至200-250℃保温2min倒掉灰渣；

(3)将(1)中预热好的镁锭放入(2)的石墨坩埚中加热至700-750℃，并向石墨坩埚中通入保护气(SF₂+N₂)；