ZM2高強(qiáng)度鎂合金的組合鍛造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種改善ZM2鎂合金鍛件性能的鍛造方法，通過(guò)拔長(zhǎng)、退火、涂層以及激光淬火獲得了良好的金相組織、力學(xué)性能以及表面耐受性，該方法可大幅度提高ZM2鎂合金鍛件的強(qiáng)度和韌性，而這種更高強(qiáng)度、更多樣化力學(xué)性能的鎂合金應(yīng)具有更廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前景和更廣闊的發(fā)展空間。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及的是一種金屬合金的鍛造方法。
技術(shù)介紹
近年來(lái)，鎂合金一種高強(qiáng)度、高韌性的良好合金得到飛速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，但絕大多數(shù)都是壓鑄鎂合金產(chǎn)品，但由于壓鑄鎂合金本身存在難以避免的缺陷，如鑄造缺陷、壁厚不能過(guò)薄和性能難以滿足承載零部件的要求等，因此在很大程度上限制了壓鑄鎂合金進(jìn)一步應(yīng)用。如果對(duì)鎂合金進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃魏秃罄m(xù)熱處理，可大幅度提高其強(qiáng)度和韌性，而這種更高強(qiáng)度、更多樣化力學(xué)性能的鎂合金應(yīng)具有更廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前景和更廣闊的發(fā)展空間。一般的鎂合金通常具有α和β兩相。在兩相鎂合金的鍛造方法方面，現(xiàn)有技術(shù)中通常使用一種鎂合金準(zhǔn)β鍛造工藝，采用該工藝對(duì)α+β型兩相鎂合金進(jìn)行準(zhǔn)β鍛時(shí)，是把鎂合金坯料加熱到β相變點(diǎn)溫度附近的區(qū)域，但是在這一區(qū)域加熱時(shí)，由于坯料在出爐后的降溫，鍛件的變形實(shí)際上是在α+β區(qū)進(jìn)行的，因此雖然采用該方法可以獲得高塑性的α相鎂合金，但由于初生α相所占比例較少，因此采用該方法生產(chǎn)的α+β型兩相鎂合金的強(qiáng)度和韌性仍不夠理想。對(duì)于α+β型兩相鎂合金的鍛造而言，要想獲得較理想的各項(xiàng)性能較好的鍛件，除了坯料的加熱溫度之外，還需要進(jìn)一步改進(jìn)模具溫度、變形量、應(yīng)變速率等參數(shù)。另外，由于鎂合金鍛件通常應(yīng)用于外部條件嚴(yán)峻的環(huán)境中，因此除了其強(qiáng)度和韌性外，其表面的耐高溫和耐氧化程度也具有較高要求，如果單純裸露表面，其外觀光滑度、平整度等會(huì)受到很大影響，導(dǎo)致其使用壽命短。因此需要研發(fā)一種提高兩相鎂合金強(qiáng)度、韌性以及表面耐高溫、耐氧化的鎂合金鍛造方法，以滿足生產(chǎn)需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種改善ΖΜ2鎂合金鍛件性能的鍛造方法，通過(guò)拔長(zhǎng)、退火、涂層以及激光淬火獲得了良好的金相組織、力學(xué)性能以及表面耐受性。本專利技術(shù)的ΖΜ2高強(qiáng)度鎂合金的組合鍛造方法包括以下步驟 Cl):將鍛造爐溫升至850°C 900°C的同時(shí)，將鎂合金裝爐并保溫100 120分鐘均溫，然后升溫到1150±10°C，保溫60 90分鐘，制成待鍛坯； (2):對(duì)待鍛坯進(jìn)行寬砧拔長(zhǎng)變形，將鍛件的橫斷面由圓形一四方形斷面一八邊形斷面—矩形斷面的順序進(jìn)行拔長(zhǎng)，具體步驟如下 a)鍛砧的砧寬W與鑄錠的原始高度Iltl之比W:h0=0. 7,對(duì)鑄坯進(jìn)行四方形斷面拔長(zhǎng)，使心部較大的原始β晶粒破碎，制成四方形斷面的鍛坯； b)將四方形斷面的鍛坯沿四方斷面的一根對(duì)角線方向鍛造而形成六邊形斷面，將六邊形斷面的鍛坯翻轉(zhuǎn)90°后再沿四方斷面的另一根對(duì)角線鍛造后制成八邊形鍛坯；c)將八邊形鍛坯沿著與鍛造砧上下平面垂直的方向翻轉(zhuǎn)鍛造，形成六方形斷面的鍛坯并進(jìn)行六方斷面拔長(zhǎng)，最后再以矩形斷面拔長(zhǎng)促使大小變形區(qū)輪番在坯料的中心和邊緣轉(zhuǎn)移制成鍛件； (3):將鍛件置于850°C 900°C的爐溫下保溫90 120分鐘退火處理，最后置于空氣中冷卻至室溫制成軋坯； (4):噴涂吸光涂層，其包括先對(duì)鍛件的表面除銹去污，再用無(wú)水乙醇擦拭干凈；然后用噴槍將吸光劑均勻地噴涂在鍛件的表面上，干燥后吸光劑在鍛件的待淬火的表面上形成一層黑色的吸光涂層，所述吸光涂層厚度為30 40微米，獲得涂層鍛件。(5):激光輻射淬火，其包括將所述涂層鍛件夾持在卡盤上，將寬帶激光機(jī)的激光束聚焦形成的矩形焦點(diǎn)光斑與涂層鍛件的涂層面正交，矩形焦點(diǎn)光斑的長(zhǎng)邊與涂層工件的軸線平行，涂層鍛件勻速旋轉(zhuǎn)，使寬帶激光束對(duì)涂層鍛件的涂層面進(jìn)行輻射淬火，寬帶激光束的矩形焦點(diǎn)光斑在涂層鍛件的涂層面上形成無(wú)縫、螺旋線形的輻射加工軌跡；之后，用砂布對(duì)淬火面進(jìn)行拋光。其中， 步驟(I)中，優(yōu)選地，將鍛造爐溫升至850°C 900°C的同時(shí)，將鎂合金裝爐并保溫110分鐘均溫，然后升溫到1150±10°C，保溫85分鐘，制成待鍛坯； 步驟(3)中優(yōu)選地，將鍛件置于850°C 900°C的爐溫下保溫120分鐘退火處理，最后置于空氣中冷卻至室溫制成軋坯； 步驟(4)中優(yōu)選地，涂層鍛件的涂層面勻速旋轉(zhuǎn)的線速度為I. 2米/分鐘 I. 6米/分鐘，進(jìn)給速度為8. 8、. 6毫米/周；更優(yōu)選地，涂層鍛件的涂層面勻速旋轉(zhuǎn)的線速度為1.4米/分鐘，進(jìn)給速度為9. 2毫米/周； 步驟(5)中優(yōu)選地，寬帶激光機(jī)為CO2激光機(jī)，功率3. 2 3. 6kW，矩形焦點(diǎn)光斑為10毫米X 2毫米 14毫米X 4毫米；更優(yōu)選地，功率3. 4kW，矩形焦點(diǎn)光斑為12毫米X 3毫米。以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本專利技術(shù)的限定。具體實(shí)施例方式下面對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本專利技術(shù)技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本專利技術(shù)的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。本專利技術(shù)的ZM2高強(qiáng)度鎂合金的組合鍛造方法包括以下步驟 Cl):將鍛造爐溫升至850°C 900°C的同時(shí)，將鎂合金裝爐并保溫100 120分鐘均溫，然后升溫到1150±10°C，保溫60 90分鐘，制成待鍛坯。優(yōu)選地，將鍛造爐溫升至850°C 900°C的同時(shí)，將鎂合金裝爐并保溫110分鐘均溫，然后升溫到1150±10°C，保溫85分鐘，制成待鍛坯； (2):對(duì)待鍛坯進(jìn)行寬砧拔長(zhǎng)變形，將鍛件的橫斷面由圓形一四方形斷面一八邊形斷面—矩形斷面的順序進(jìn)行拔長(zhǎng)，具體步驟如下 a)鍛砧的砧寬W與鑄錠的原始高度Iltl之比W: h0=0. 7,對(duì)鑄坯進(jìn)行四方形斷面拔長(zhǎng)，使心部較大的原始β晶粒破碎，制成四方形斷面的鍛坯； 所述的四方斷面拔長(zhǎng)是指對(duì)鑄錠進(jìn)行沿著長(zhǎng)度方向、每次壓下量15 25mm的拔長(zhǎng)處理； b)將四方形斷面的鍛坯沿四方斷面的一根對(duì)角線方向鍛造而形成六邊形斷面，將六邊形斷面的鍛坯翻轉(zhuǎn)90°后再沿四方斷面的另一根對(duì)角線鍛造后制成八邊形鍛坯； c)將八邊形鍛坯沿著與鍛造砧上下平面垂直的方向翻轉(zhuǎn)鍛造，形成六方形斷面的鍛坯并進(jìn)行六方斷面拔長(zhǎng)，最后再以矩形斷面拔長(zhǎng)促使大小變形區(qū)輪番在坯料的中心和邊緣轉(zhuǎn)移制成鍛件； 所述的六方斷面拔長(zhǎng)是指每次拔長(zhǎng)后的斷面為正六邊形。所述的矩形斷面拔長(zhǎng)是指每次拔長(zhǎng)后的斷面為矩形。(3):將鍛件置于850°C 900°C的爐溫下保溫90 120分鐘退火處理，最后置于空氣中冷卻至室溫制成軋坯。 優(yōu)選地，將鍛件置于850°C 900°C的爐溫下保溫120分鐘退火處理，最后置于空氣中冷卻至室溫制成軋坯； (4):噴涂吸光涂層，其包括先對(duì)鍛件的表面除銹去污，再用無(wú)水乙醇擦拭干凈；然后用噴槍將吸光劑均勻地噴涂在鍛件的表面上，干燥后吸光劑在鍛件的待淬火的表面上形成一層黑色的吸光涂層，所述吸光涂層厚度為30 40微米，獲得涂層鍛件。其中，優(yōu)選地，涂層鍛件的涂層面勻速旋轉(zhuǎn)的線速度為I. 2米/分鐘 I. 6米/分鐘，進(jìn)給速度為8. 8^9. 6毫米/周；更優(yōu)選地，涂層鍛件的涂層面勻速旋轉(zhuǎn)的線速度為I. 4米/分鐘，進(jìn)給速度為9. 2毫米/周； (5):激光輻射淬火，其包括將所述涂層鍛件夾持在卡盤上，將寬帶激光機(jī)的激光束聚焦形成的矩形焦點(diǎn)光斑與涂層鍛件的涂層面正交，矩形焦點(diǎn)光斑的長(zhǎng)邊與涂層工件的軸線平行，涂層鍛件勻速旋轉(zhuǎn)，使寬帶激光束對(duì)涂層鍛件的涂層面進(jìn)行輻射淬火，寬帶激光束的矩形焦點(diǎn)光斑在涂層鍛件的涂層面上形成無(wú)縫、螺旋線形的輻射加工軌跡；之后，用砂布對(duì)淬火面進(jìn)行拋光。其中，優(yōu)選地，寬帶激光本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種ZM2高強(qiáng)度鎂合金的組合鍛造方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：（1）：將鍛造爐溫升至850℃～900℃的同時(shí)，將鎂合金裝爐并保溫100～120分鐘均溫，然后升溫到1150±10℃，保溫60～90分鐘，制成待鍛坯；（2）：對(duì)待鍛坯進(jìn)行寬砧拔長(zhǎng)變形，將鍛件的橫斷面由圓形→四方形斷面→八邊形斷面→矩形斷面的順序進(jìn)行拔長(zhǎng)，具體步驟如下：a)鍛砧的砧寬W與鑄錠的原始高度h0之比W:？h0=0.7,？對(duì)鑄坯進(jìn)行四方形斷面拔長(zhǎng)，使心部較大的原始β晶粒破碎，制成四方形斷面的鍛坯；b)將四方形斷面的鍛坯沿四方斷面的一根對(duì)角線方向鍛造而形成六邊形斷面，將六邊形斷面的鍛坯翻轉(zhuǎn)90°后再沿四方斷面的另一根對(duì)角線鍛造后制成八邊形鍛坯；c)將八邊形鍛坯沿著與鍛造砧上下平面垂直的方向翻轉(zhuǎn)鍛造，形成六方形斷面的鍛坯并進(jìn)行六方斷面拔長(zhǎng)，最后再以矩形斷面拔長(zhǎng)促使大小變形區(qū)輪番在坯料的中心和邊緣轉(zhuǎn)移制成鍛件；（3）：將鍛件置于850℃～900℃的爐溫下保溫90～120分鐘退火處理，最后置于空氣中冷卻至室溫制成軋坯；（4）：噴涂吸光涂層，其包括：先對(duì)鍛件的表面除銹去污，再用無(wú)水乙醇擦拭干凈；然后用噴槍將吸光劑均勻地噴涂在鍛件的表面上，干燥后吸光劑在鍛件的待淬火的表面上形成一層黑色的吸光涂層，所述吸光涂層厚度為30～40微米，獲得涂層鍛件；（5）：激光輻射淬火，其包括：將所述涂層鍛件夾持在卡盤上，將寬帶激光機(jī)的激光束聚焦形成的矩形焦點(diǎn)光斑與涂層鍛件的涂層面正交，矩形焦點(diǎn)光斑的長(zhǎng)邊與涂層工件的軸線平行，涂層鍛件勻速旋轉(zhuǎn)，使寬帶激光束對(duì)涂層鍛件的涂層面進(jìn)行輻射淬火，寬帶激光束的矩形焦點(diǎn)光斑在涂層鍛件的涂層面上形成無(wú)縫、螺旋線形的輻射加工軌跡；之后，用砂布對(duì)淬火面進(jìn)行拋光。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葛艷明，宋建強(qiáng)，周庚龍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇金源鍛造股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：