一种具有梯度结构镁合金板材的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112210735A(43)申请公布日2021.01.12(21)申请号202011139763.6(22)申请日2020.10.22(71)申请人重庆科技学院地址401331重庆市沙坪坝区大学城东路20号(72)发明人彭鹏周世博汤爱涛佘加杨青山龙帅潘复生(74)专利代理机构重庆博凯知识产权代理有限公司50212代理人李媛(51)Int.Cl.C22F1/06(2006.01)C22C23/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种具有梯度结构镁合金板材的制备方法(57)摘要本发明公开了一种具有梯度结构镁合金板材的制备方法，所述镁合金包括以下重量百分含量的组分：Mn1~10%，余量为镁和不可避免的杂质元素，再通过具有3级及以上梯度变形结构的传统挤压模具挤压，得到梯度结构镁合金板材。由于镁系合金在传统挤压模具受到梯度应变，同时结晶行为也呈现梯度分布，再者含Mn合金在较高温度下变形时，其动态析出的钉扎作用，能够保留一部分未再结晶区域。因此，通过利用传统挤压工艺和镁合金组分的精准设计，制备的镁合金板材具有典型的晶粒尺寸呈现梯度分布，能有效改善镁合金板材力学性能和各向异性的方法。且成本低、加工工艺简单、易于生产和产品质量稳定，具有良好的应用前景。CN112210735ACN112210735A权利要求书1/1页1.一种具有梯度结构镁合金板材的制备方法，其特征在于，所述镁合金包括以下重量百分含量的组分：Mn1~10%，余量为镁和不可避免的杂质元素；采用以下工艺制得：1）将原材料混合、熔炼并浇注成型，得到合金块体；2）将步骤1）得到的合金块体进行固溶处理，然后快速转移到水中进行淬火，对淬火后的合金块体进行机加工去除表面氧化层，再采用挤压模具进行挤压变形，空冷至室温，得到梯度结构镁合金板材；所述挤压模具为3级及以上梯度变形结构。2.根据权利要求1所述具有梯度结构镁合金板材的制备方法，其特征在于，还含有下列微量元素中的一种或几种，它们为钙（Ca）、锌（Zn）、铈（Ce）、钕（Nd）和钇（Y），按重量百分比计，总量为0-2%，不包括0。3.根据权利要求1所述具有梯度结构镁合金板材的制备方法，其特征在于，所述镁合金包括以下重量百分含量的组分：Mn3~5%，余量为镁和不可避免的杂质元素。4.根据权利要求1所述具有梯度结构镁合金板材的制备方法，其特征在于，所述杂质元素主要为铁、铜、镍、硅；按重量百分比计，每种杂质元素的含量不超过0.05%。5.根据权利要求1所述具有梯度结构镁合金板材的制备方法，其特征在于，所述传统挤压模具为3级梯度变形结构。6.根据权利要求1所述具有梯度结构镁合金板材的制备方法，其特征在于，所述熔炼是在SF6+CO2的保护气氛下700~750℃处理。7.根据权利要求1所述具有梯度结构镁合金板材的制备方法，其特征在于，所述固溶处理时，Mn元素在基体中达到极限固溶度。8.根据权利要求1所述具有梯度结构镁合金板材的制备方法，其特征在于，所述固溶处理温度为450~550℃。9.根据权利要求1所述具有梯度结构镁合金板材的制备方法，其特征在于，所述挤压成型的条件是：挤压温度为300~450℃，挤压比为10~100，挤压速度为0.1~60m/min。10.根据权利要求1所述具有梯度结构镁合金板材的制备方法，其特征在于，所述板材厚度≥2mm。2CN112210735A说明书1/4页一种具有梯度结构镁合金板材的制备方法技术领域[0001]本发明设计金属材料技术领域，特别是涉及一种一种具有梯度结构镁合金板材的制备方法。背景技术[0002]镁合金作为最轻的金属结构材料，在航空航天、汽车、3C和军工领域均有较为广泛的应用前景。同时，我国拥有大量的盐湖资源储备，是世界第一大储镁大国，合理利用镁资源，能够有效缓解各行各业对钢铁/铝合金材料的迫切需求。然而，由于镁合金缺乏有效的强化相，时效强化效果也不甚理想，镁合金的强度相对于钢铁/铝合金还是比较低。同时，变形镁合金由于在热变形过程中会产生强烈的基面织构，导致变形镁合金在变形时可动滑移系较少，因而塑性较差。因此，提升镁合金的强度和塑性，是促进镁合金广泛应用的重要前提之一。[0003]由于添加Mn元素具有诸多的优点，Mg-Mn系合金是近年来研究较多的镁合金材料，如在铸态镁合金中，加入Mn元素，能够提升熔体纯净度，提高铸锭质量；在变形镁合金中加入Mn元素，能够提升变形镁合金的晶粒细化程度，提高镁合金的力学性能。同时，研究表明，在Mg-Zn体系中加入Mn元素，能够有效提升时效强化效果，能够有利于提高材料的屈服强度。从变形机制上来看，加入Mn元素，能够激活镁合金的<c+a>滑移，提高合金的变形能力，有利于同时提高