一种在镁合金中构筑超细晶组织的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115896509A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211597587.X(22)申请日2022.12.14(71)申请人兰州理工大学地址730050甘肃省兰州市七里河区兰工坪路287号(72)发明人孟帅举张明池肖浩然张婧婧余志明王立冬贾智(74)专利代理机构兰州振华专利代理有限责任公司62102专利代理师董斌(51)Int.Cl.C22C1/03(2006.01)C22C23/00(2006.01)C22C23/02(2006.01)C22F1/06(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称一种在镁合金中构筑超细晶组织的制备方法(57)摘要一种在镁合金中构筑超细晶组织的制备方法，涉及金属材料加工领域，其步骤为：步骤（1）中间合金的制备与配料：按照成分范围配料；步骤（2）铸造：将纯Mg锭放入熔炼炉的坩埚中熔化后，将Mg‑20Ca中间合金加入熔体中，待其熔化后，加入纯Al，溶解后再依次加入Mg‑50Bi中间合金和Mg‑40Sn中间合金到镁熔体中，最后浇注到金属模具中，制备成合金铸锭；步骤（3）固溶处理：将合金铸锭进行固溶处理；步骤（4）预挤压加工：将固溶处理后坯料进行预挤压加工，空冷至室温；步骤（5）室温ECAP加工：将由步骤（4）得到的挤压态变形合金坯料表面涂覆润滑剂，室温下将合金坯料放入模具中，进行室温等通道转角挤压成形。CN115896509ACN115896509A权利要求书1/2页1.一种在镁合金中构筑超细晶组织的制备方法，其特征在于，合金组分按质量百分比：Al0.5~3wt%，Bi0.6~3.5wt%，Sn0.3~2.0wt%，Ca0.005%‑0.1wt%，其中，合金中元素含量质量比Bi：Sn=1.7‑2.0:1，余量为Mg和不可避免杂质，其步骤为：步骤（1）中间合金的制备与配料：首先制备Mg‑50Bi中间合金，Mg‑40Sn中间合金，然后以Mg‑50Bi中间合金，Mg‑40Sn中间合金，商用Mg‑20Ca中间合金，商用纯度为99.95wt%的纯镁和纯度为99.99wt%的纯铝为原料，按照成分范围配料；步骤（2）铸造：将纯Mg锭放入熔炼炉的坩埚中，设定炉温710~760℃并保持，待纯镁熔化后，将预热到100‑200℃的Mg‑20Ca中间合金加入熔体中，待其熔化后，加入预热到100‑200℃的纯Al，溶解后再依次加入预热到100‑180℃的Mg‑50Bi中间合金和Mg‑40Sn中间合金到镁熔体中；保温10～30分钟，然后机械搅拌1～3分钟，再保温5~10分钟，撇去表面浮渣；最后浇注到金属模具中，制备成合金铸锭；铸造过程是在CO2和SF6的混合气体保护下进行的；步骤（3）固溶处理：将上步得到的合金铸锭进行固溶处理，先在400‑420℃条件下保温5‑12h，然后通入Ar气，在Ar气氛围下，将炉膛温度升至450‑490℃，保温2‑5小时，取出冷却，关闭Ar气阀门；步骤（4）预挤压加工：将固溶处理后坯料进行预挤压加工，首先将待挤压坯料加热到270~400℃后，放入挤压模具中进行预挤压加工，挤出变形速度为10~20m/min，挤压比为10~40∶1，挤压温度为270~400℃，挤压加工后空气中冷却至室温，得到具有细晶组织的坯料；步骤（5）室温ECAP加工：将由步骤（4）得到的挤压态变形合金坯料表面涂覆润滑剂，室温下将合金坯料放入模具中，进行室温等通道转角挤压成形；最后得到所述的具有超细晶组织的变形镁合金材料。2.如权利要求1所述的在镁合金中构筑超细晶组织的制备方法，其特征为：步骤（1）中制备Mg‑50Bi中间合金：以商用纯度为99.95wt%的纯镁和纯度为99.95wt%的纯Bi为原料，将纯Mg锭放入熔炼炉的坩埚中，设定炉温710℃并保持，待其熔化后，将预热到50~70℃的纯Bi块加入到镁熔液中，保温10～30分钟，熔化后搅拌1‑3分钟，再保温5~10分钟，浇注到模具中获得Mg‑50Bi中间合金；Mg‑50Bi中间合金的制备过程是在CO2和SF6的混合气体保护下进行的。3.如权利要求1所述的在镁合金中构筑超细晶组织的制备方法，其特征为：步骤（1）中制备Mg‑40Sn中间合金：以商用纯度为99.95wt%的纯镁和纯度为99.95wt%的纯Sn为原料，将纯Mg锭放入熔炼炉的坩埚中，设定炉温710℃并保持，待其熔化后，将预热到50~70℃的纯Sn块加入到镁熔液中，保温10～30分钟，熔化后搅拌1‑3分钟，再保温5~10分钟，浇注到模具中获得Mg‑40Sn中间合金；中间合金的制备过程是在CO2和SF6的混合气体保护下进行的。4.如权利要求1所述的在镁合金中构筑超细晶组织的制备方法，其特征为：步骤（1）混合气体中CO2体积：