[发明专利]一种高强高耐腐蚀性镁合金制备方法

说明书

本发明涉及镁合金强度和耐腐蚀性能的提高技术，具体涉及一种高强高耐腐蚀性镁合金制备方法，属于镁合金加工技术领域。该方法按如下步骤进行：1)从镁合金坯料上切出块体材料，并进行固溶处理；对固溶处理后的块体材料沿着三个不同方向X、Y、Z依次进行多道次交叉压缩变形处理，产生大量的孪晶组织；2)对多道次交叉压缩处理的块体材料进行时效处理，其析出相大小、分布均匀，使块体材料的硬度达到时效峰值硬度，镁合金的制备操作完成。本发明交叉压缩的道次越多，同时得到的孪晶结构均匀细小，进行时效处理时，由于细小孪晶界的增多，提供更多的析出相形核点，可以改变析出相的形貌、大小以及分布，来明显提高强度和耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及镁合金强度和耐腐蚀性能的提高技术，具体涉及一种高强高耐腐蚀性镁合金制备方法，属于镁合金加工技术领域。

背景技术

镁合金是最轻的结构金属材料，具有高比强度、高比刚度，减震性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工等一系列优点，使其在结构性与加工组件的应用与需求上大幅上涨，在汽车轻量化、产品和航空航天等领域具有广泛的应用前景。其Mg-Al系镁合金是商业镁合金的杰出代表，Al含量大于6wt.％的Mg-Al系镁合金具有着良好的铸造工艺性，具有极高的使用价值，但变形态合金应用较少，其中强度低和耐腐蚀性能差是影响具有高附加值的变形镁合金没有得到产业化生产和大范围推广的主要因素之一。

Mg-Al系合金沉淀硬化效果低，含有大量网状结构的Mg₁₇Al₁₂相，显著降低其强度。此外，镁的化学活性很高，其平衡电位为-2.37V，在潮湿、CO₂、SO₂和Cl^-的环境中将快速腐蚀，其化学活性决定了镁合金的耐腐蚀性能先天不足。对于具有时效强化的Mg-Al系镁合金，例如AZ61、AZ80、AZ91等，固溶处理后在150℃到250℃温度下进行时效处理，会有不均匀分布的非连续片状Mg₁₇Al₁₂相出现，当腐蚀介质存在时，Mg₁₇Al₁₂相与镁基体会形成电偶腐蚀，造成严重的局部腐蚀，使用效果和寿命被极大影响，其应用成本被迫提高，当成本过高时，其应用便会受到阻碍。

因此，需要开发一种低成本工艺方法来优化Mg-Al系镁合金的微观组织，提高强度，同时把局部腐蚀改变为均匀腐蚀，从而提高镁合金的本征耐腐蚀性，是目前镁合金研究的重点之一。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种高强高耐腐蚀性镁合金制备方法，该方法能明显提高强度和耐腐蚀性能，具有使用设备简单、生产周期更短、成本低、易于工业化生产等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高强高耐腐蚀性镁合金制备方法，按如下步骤进行：

1)从镁合金坯料上切出块体材料，并进行固溶处理；对固溶处理后的块体材料沿着三个不同方向X、Y、Z依次进行多道次交叉压缩变形处理，产生孪晶组织；

2)对多道次交叉压缩处理的块体材料进行时效处理，其析出相大小、分布均匀，使块体材料的硬度达到时效峰值硬度，镁合金的制备操作完成。

所述的高强高耐腐蚀性镁合金制备方法，步骤1)中所使用的坯料为具有析出强化的Mg-Al系镁合金，镁合金中的Al含量大于6wt.％，镁合金坯料为挤压态或者轧制态。

所述的高强高耐腐蚀性镁合金制备方法，若镁合金坯料为挤压态，其三维方向分别沿着ED、TD、ND方向，X、Y方向为ED或TD方向，Z方向为ND方向；若镁合金坯料为挤压态，其三维方向分别沿着RD、TD、ND方向，X、Y方向为RD或TD方向，Z方向为ND方向。

所述的高强高耐腐蚀性镁合金制备方法，步骤1)中，对所述块体材料进行多道次交叉压缩变形处理的温度为室温至100℃。