[发明专利]一种新型镁合金半固态成型工艺

说明书

本发明提供一种新型镁合金半固态成型工艺，涉及材料加工技术领域。该新型镁合金半固态成型工艺，包括以下步骤：S1.材料初步处理：将该镁合金原料投入到电阻炉内，使用电阻炉熔化成合金，并进行除气、除渣和精炼处理；S2.毛坯制备：将处理好的镁合金熔体转移到高压注射装置的搅拌桶内，同时对该镁合金进行搅拌降温，使其温度降至该合金固、液两相温度区间，使该镁合金搅拌冷却至半固态，然将该半固态镁合金通过高压注射装置射到模具中进行塑形冷却。通过新型镁合金半固态成型工艺的使用，可以提高半固态镁合金半固态工件的表面光滑度和力学性能，同时避免了出现合金中晶粒尺度内的化学成分不均匀性的情况。

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，具体为一种新型镁合金半固态成型工艺。

背景技术

镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小 (1.8g/cm3镁合金左右)，强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受 冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、 锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁 锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门， 在未来的舰船工业中的应用也将占据非常重要的地位。在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。它是实用金属中的最轻的金 属，高强度、高刚性。

半固态成型技术是继液态成型技术和固态成型技术发展起来的一种全新 的成形技术。与前两种常用的成形技术相比，其主要的区别在于以预制的具 有非枝晶组织的半固态合金坯料为原料，在压力作用下凝固、成形。这种成 形方法的优点在于制品组织致密、铸造或锻造等缺陷减少，综合力学性能大 幅度提升。

目前镁合金半固态成形技术-半固态射铸工艺，是一种高新技术，其成形 技术的优点主要有以下几个方面：(1)半固态金属坯料不仅可以方便地机械搬 运，也便于成形，易于实现自动化操作；(2)生产效率高，炉料用量省，成形 应力低，模具寿命长，工作环境优良，机加工量少；(3)铸件致密度高，收缩 孔洞少，耐压性好，无宏观偏析，性能更均匀；还可方便地加入增加材料， 为降低复合材料成本，开辟了新的途径。然而目前该半固态成形技术仍存在 一些缺点：加工的产品表面光滑度低；工件力学性能不佳；合金中的化学成 分不均匀，即晶粒尺度内的化学成分不均匀性等缺点。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型镁合金半固态成型工艺， 解决了现有半固态成型技术加工出的产品表面光滑度低、工件力学性能不佳、 合金中晶粒尺度内的化学成分不均匀的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种新型镁合金 半固态成型工艺，包括以下步骤：

S1.材料初步处理：将该镁合金原料投入到电阻炉内，使用电阻炉熔化成 合金，并进行除气、除渣和精炼处理；

S2.毛坯制备：将处理好的镁合金熔体转移到高压注射装置的搅拌桶内， 同时对该镁合金进行搅拌降温，使其温度降至该合金固、液两相温度区间， 使该镁合金搅拌冷却至半固态，然将该半固态镁合金通过高压注射装置射到 模具中进行塑形冷却，获得具有非枝晶微观结构的镁合金毛坯；

S3.毛坯处理：将制备好的镁合金毛坯放入时效炉内，进行均匀化退火、 过时效处理；

S4.毛坯热轧加工：将热处理之后的毛坯放入热轧机内，进行变形量大于 60％的热轧加工，将其加工成板坯状；

S5.板坯处理：将热轧加工得到的板坯放入加热设备内加热到镁合金半固 态温度区间，获得具有细小、等轴晶粒微观结构的半固态镁合金板坯。

优选的，所述五步成型工艺流程均在保护气体下进行。