[发明专利]一种适用于电弧增材制造的稀土镁合金丝材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于电弧增材制造的稀土镁合金丝材的制备方法，包括如下步骤：S1：提供稀土镁合金铸棒，稀土镁合金铸棒，按质量百分比计，成分为：钆Gd：8.0～12.0％，钇Y：2.5～4.5％，锌Zn：0.5～2.5％，锆Zr：0.3～0.8％，其他单个杂质元素：≦0.1％，其他杂质元素合计：≦0.2％，余量为镁Mg，稀土镁合金铸棒直径为150～170mm；S3：锻造成形；S4：挤压成形；S5：拉拔成形；S6：扒皮处理。通过均匀化处理、锻造成形、挤压成形、拉拔成形、退火热处理及扒皮等工序，制备的稀土镁合金丝材等径细长，组织均匀，表面质量好，送丝性能稳定。

技术领域

本发明属于金属材料制备领域，尤其涉及一种适用于电弧增材制造的稀土镁合金丝材及其制备方法。

背景技术

镁合金密度小、比刚度高、比弹性模量大、散热性好、易于切削加工，并且具备很好的电磁屏蔽性能、阻尼减振性能以及加工成本低等优点，是航空航天、武器装备、汽车、3C产品等元器件的理想选材。目前镁合金应用零部件的制造主要采用铸造工艺，但对大型复杂镁合金铸件，其制造一直存在着严重的局限性，主要包括：(1)大型复杂构件铸造成形质量控制困难，产品合格率低：薄壁结构极易出现局部冷隔现象而造成孔洞缺陷；厚大结构极易出现严重偏析等问题。(2)大型复杂构件铸造产品各部位力学性能一致性差：铸造缺陷控制是保证产品质量的关键，但大型构件铸造其成分严重宏观偏析难以有效控制，造成产品各部位力学性能偏差较大，产品整体性能偏低。(3)成形零件尺寸受限，目前我国常用低压和差压铸造设备生产镁合金构件尺度最大约2m，更大的零件需要更大的设备，制造柔性差，且熔体越大，安全风险越大。

电弧增材制造，作为一种新兴的制造方法，具有成形工艺灵活、材料利用率高、成本低、堆积体力学性能优良等优点，尤其实用于制造复杂度交底的大中型零部件。

使用电弧增材制造工艺，需先将镁合金加工成丝材，但镁合金属于密排六方晶体(hcp)结构，其滑移系相对较少，室温下其塑性变形能力差，难以塑性成形，故现需要提供一种丝材的制备工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于电弧增材制造的稀土镁合金丝材及其制备方法，通过该制备方法制备得来的稀土镁合金丝材等径细长，组织均匀，表面质量好，送丝性能稳定。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种适用于电弧增材制造的稀土镁合金丝材的制备方法，包括如下步骤：

S1：提供稀土镁合金铸棒，所述稀土镁合金铸棒，按质量百分比计，成分为：钆Gd：8.0～12.0％，钇Y：2.5～4.5％，锌Zn：0.5～2.5％，锆Zr：0.3～0.8％，其他单个杂质元素：≦0.1％，其他杂质元素合计：≦0.2％，余量为镁Mg，所述稀土镁合金铸棒直径为150～170mm；

S3：锻造成形：将稀土镁合金铸棒进行锻造处理，预热温度400～480℃，保温时间6～12h，锻造温度400～480℃，锻造后的稀土镁合金棒直径为90～110mm；

S4：挤压成形：挤压模具预热温度400～520℃，保温1～6h，稀土镁合金棒预热温度400～500℃，保温1～12h，挤压速度0.05～10mm/s，将经锻造处理后的稀土镁合金棒挤压为直径为4～6mm的稀土镁合金丝材；

S5：拉拔成形：先将挤压过的稀土镁合金丝材进行退火处理，退火温度为400～500℃，退火时间0.1～2h，然后将经过退火处理的稀土镁合金丝材进行拉拔处理，拉拔温度为320～420℃，保温时间0～1h，拉拔道次为20～60道次，并且每进行3-12道次后进行退火，然后继续进行拉拔，直至稀土镁合金丝材的直径为1-1.5mm；

S6：扒皮处理：待加工的镁合金丝缠绕在放线组件上，经过第一压轮组辊压后进入直径1～1.5mm扒皮模具中进行扒皮，扒皮之后通过拉丝机滚筒收回。

优选地，所述提供稀土镁合金铸棒具体为：