[发明专利]一种高性能稀土镁合金的复合制备方法

摘要

本发明公开了一种高性能稀土镁合金的复合制备方法，包括合金熔炼→高压控速冷凝→保温→等温挤压→等径角挤压→人工时效；该方法首先按成分熔炼含微量稀土元素Yb的镁合金，随后浇注入提前预热的模具型腔中加压保温，待压力稳定后关闭模具加热系统，并在模具的冷却系统中通入冷却介质，控制金属液按预设速度冷却，待坯料温度降低到挤压温度后停止冷却并保温，随后在挤压温度下直接进行大挤压比等温变形，挤压出的金属紧接着进入与其贯通的等径角挤压型腔后出模人工时效。本发明采用自主研发的复合加工模具，实现合金成分设计和多种加工工艺联合作用，制备出具有超细晶粒和高强韧性配合的高性能镁合金，具有流程短，效率高，质量好的优点。

主权项

1.一种高性能稀土镁合金的复合制备方法，其特征在于包括：合金熔炼→高压控速冷凝→保温→等温挤压→等径角挤压→人工时效；a、所述合金熔炼为：将纯镁锭在加热炉内熔化，然后在气体或溶剂保护的条件下于770~780 ºC加入含Yb量为最终熔炼合金设计质量百分比含量0.5~3.0 %的Mg‑Yb合金，搅拌8~10 min后静置5~10 min，随后按正常熔炼工艺顺序加入其他合金配料，待各组分的中间合金熔化完全后于700~730 ºC静置保温15~20min除渣；b、所述高压控速冷凝为：将熔炼好的镁合金熔液在3~5 s内平稳浇注入预先已通过加热系统预热到680~700 ºC的模具型腔，控制已预热到同样温度的凸模快速下行进入型腔，并在与金属液面接触后施加80~160 MPa的恒定纵向压力，待压力稳定后关闭模具加热系统，并同时在模具的冷却系统中通入一定流量的冷却介质，控制金属液按预设速度冷却凝固；c、所述保温为：坯料冷却到最佳挤压温度时，凸模卸载但保持型腔封闭，关闭模具冷却系统并打开加热和温度控制系统，保温10~15 min；所述最佳挤压温度需综合考虑所制备材料的再结晶晶粒细化和动态析出效果；d、所述等温挤压为：温度均匀后打开模具下端可动插板，使型腔与下端匹配的挤压型腔贯通，同时控制凸模重新施加压力并以恒定的应变速率0.001~0.1s‑1将坯料压入挤压比为30~50的首次挤压型腔和总挤压比为80~150的缩径挤压型腔，在挤压过程中控制模具与坯料温差为±5 ºC；e、所述等径角挤压为：从挤压型腔挤出的坯料直接进入与之相连接并预热到挤压温度的等径角挤压型腔，坯料挤出后喷水激冷，其中所述等径角挤压型腔轴线与竖直方向成60~120°；f、所述人工时效为：出模的坯料随即在150~250 ºC温度下人工时效12~72小时。