一种大尺寸镁合金铸锭的均匀化热处理工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103436828A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103436828103436828A(43)申请公布日2013.12.11(21)申请号201310398444.0(22)申请日2013.09.04(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人李慧中欧阳杰梁霄鹏姜俊李轶黄岚刘楚明(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所43114代理人颜勇(51)Int.Cl.C22F1/06(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称一种大尺寸镁合金铸锭的均匀化热处理工艺(57)摘要本发明涉及一种大尺寸镁合金铸锭的均匀化热处理工艺；属于镁合金材料制备技术领域。本发明将大尺寸镁合金铸锭以10-30℃/min的升温速率升温至320-350℃后再以12℃/h-27℃/h的升温速率升温至410-430℃，保温，然后以2-10℃/min的冷却速度冷却至室温，得到成品；所述大尺寸镁合金铸锭的直径Φ≥220mm。本发明在均匀化前期快速升温以释放铸造应力，防止晶粒均匀化过程中长大；随后缓慢升温至均匀化温度以保证各处受热均匀，防止过烧；然后以2-10℃/min的冷却速度冷却至室温，防止因冷速过快而开裂，也避免冷速过慢产生析出强化，不利后续变形。本发明处理过的大尺寸镁合金铸锭，枝晶偏析基本消除，各处成分均匀。另外，本发明所用设备为常规电阻炉，工艺成熟，安全可靠。CN103436828ACN1034682ACN103436828A权利要求书1/1页1.一种大尺寸镁合金铸锭的均匀化热处理工艺，其特征在于：将大尺寸镁合金铸锭以10-30℃/min的升温速率升温至320-350℃后再以12℃/h-27℃/h的升温速率升温至410-430℃，保温，然后以2-10℃/min的冷却速度冷却至室温，得到成品；所述大尺寸镁合金铸锭的直径Φ≥220mm。2.根据权利要求1所述的一种大尺寸镁合金铸锭的均匀化热处理工艺，其特征在于：在410-430℃下，保温20-30h。3.根据权利要求1所述的一种大尺寸镁合金铸锭的均匀化热处理工艺，其特征在于：所述冷却为鼓风冷却。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种大尺寸镁合金铸锭的均匀化热处理工艺，其特征在于：所述大尺寸镁合金铸锭采用半连续铸造获得，其成分以质量百分比计包括：Al8.2～8.5%、Mn0.2～0.25%、Zn0.4～0.5%、Cu≦0.05%、Ni≦0.005%、Si≦0.15%、Be≦0.02%、Fe≦0.05%、其他杂质≦0.3；余量为Mg。5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种大尺寸镁合金铸锭的均匀化热处理工艺，其特征在于：大尺寸镁合金铸锭的直径Φ为300-450mm、高度为550-800mm。2CN103436828A说明书1/3页一种大尺寸镁合金铸锭的均匀化热处理工艺技术领域[0001]本发明一种大尺寸镁合金铸锭的均匀化热处理工艺；属于镁合金材料制备技术领域。背景技术[0002]镁合金具有比重轻、阻尼性能良好、比强度和比刚度高、铸造和切削性能优异等一系列物理、力学性能的优点，广泛的用于航天、电子、汽车、国防等领域。镁合金塑性差，变形难，铸造镁合金占镁合金使用总量的90%，铸造镁合金中，Mg-Al系合金不含昂贵的稀土元素和Zr元素，因此Mg-Al系铸造合金有更大的应用空间。但Mg-Al系合金铸造过程中会产生枝晶偏析，粗大的第二相会阻碍基体的塑性变形，造成应力集中，导致材料断裂，因此必须对铸造Mg-Al系合金进行均匀化热处理。[0003]研究表明（郭强，严红革，陈振华等.均匀化退火工艺对铸态AZ80镁合金组织与性能的影响[J].金属热处理，2006，7(31):77-80），通过对铸态Mg-Al系合金进行均匀化处理可以有效消除铸锭的枝晶偏析，获得组织成分均匀，综合力学性能优异的铸态镁合金。目前，国内外对铸造Mg-Al系合金的均匀化处理作出了一定的研究，建立了一系列理论和工艺规范。Mg-Al系合金在凝固过程中有较大的结晶区间，容易造成成分不均匀，对于大尺寸铸件，由于各处的温度不一致，更加重了这种成分偏析。常规的均匀化工艺为：直接放入加热炉中，升温至设定温度，空冷或水冷至室温。这种常规均匀化工艺只能处理Φ220mm以下的镁合金铸锭。[0004]随着镁合金应用的越来越广泛，对大尺寸镁合金铸锭的需求也逐渐加大，对其均匀化工艺也提出了更高的要求。大尺寸镁合金铸锭在均匀化工艺的难点主要有：（1）大尺寸铸锭在凝固和以后的冷却过程中会产生较大的铸造应力难以快速释放，容易导致中心区域晶粒在均匀化过程中长大；（2）大尺寸铸锭冷却速率问题：冷却速度太快，容易产生应力，导