專(zhuān)利名稱(chēng)：一種am60b鑄造鎂合金晶粒細(xì)化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬材料領(lǐng)域，特別是涉及一種AM60B鑄造鎂合金晶粒細(xì)化的工 藝方法。
背景技術(shù)：
AM60B鑄造鎂合金因其具有密度小、比強(qiáng)度高、電磁波屏蔽性、減震性好、鑄造性能 好和可以回收利用等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的重視，目前已成功應(yīng)用于航空、汽車(chē)制造和電 子信息等領(lǐng)域。然而，AM60B鎂合金的強(qiáng)度和韌性均比較低，致使其應(yīng)用受到極大限制。細(xì)化晶粒是一種能同時(shí)有效提高金屬合金強(qiáng)度和韌性的方法。因此，發(fā)展各種能 有效細(xì)化合金晶粒的技術(shù)和方法一直備受關(guān)注。為提高M(jìn)g-Al系鎂合金的強(qiáng)度和韌性指標(biāo)，迄今為止，人們已發(fā)展了多種細(xì)化合 金晶粒的方法。其中應(yīng)用較為廣泛的主要是碳變質(zhì)處理法和固體變形處理法。碳變質(zhì)處理 法因操作溫度低、細(xì)化效果衰退小已經(jīng)成為Mg-Al類(lèi)鎂合金最主要的晶粒細(xì)化技術(shù)，但是 含碳變質(zhì)法中通常是往鎂合金中添加C2Cl6或者CCl4等含有碳原子的化合物，而這些化合 物在變質(zhì)過(guò)程中會(huì)釋放大量的氯氣，對(duì)環(huán)境和人體產(chǎn)生損害；固體變形處理法中以大比率 擠壓晶粒細(xì)化效果較為顯著，但是該方法對(duì)擠壓工藝設(shè)備的要求較高，且設(shè)備投資較大，難 以大規(guī)模推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供一種AM60B鑄造鎂合金晶粒細(xì)化 的方法，該發(fā)明采用高壓固溶結(jié)合常壓時(shí)效的處理方法來(lái)更加有效地細(xì)化AM60B鑄造鎂合 金的晶粒。這種AM60B鑄造鎂合金晶粒細(xì)化的方法，包括以下步驟(1)高壓固溶處理的步驟為將AM60B鑄造鎂合金置于CS-IIB型六面頂壓機(jī)中， 作用于AM60B鑄造鎂合金上的壓力升高至3 6GPa，溫度加熱至400 500°C，保溫30 60min，之后斷電保壓自然冷卻至室溫；(2)常壓時(shí)效處理的步驟為將高壓固溶處理后的AM60B鑄造鎂合金在200 300°C的溫度下進(jìn)行時(shí)效處理，保溫時(shí)間為8 12h，之后水冷至室溫。金相顯微組織觀察表明處理后的AM60B鑄造鎂合金中α -Mg基體的平均晶粒尺 寸為18. 4 12. 9 μ m，該工藝方法可使AM60B鑄造鎂合金的組織晶粒細(xì)小且較均勻。本發(fā)明的有益效果是首先對(duì)AM60B鑄造鎂合金進(jìn)行高壓固溶處理以使鎂合金中 的β-Mg17Al12溶入α-Mg基體，然后快速冷卻合金，使得溶入α-Mg基體中的
不及析出而形成Mg的過(guò)飽和固溶體。在高壓固溶處理過(guò)程中，超高壓力能增加合金組織中 的內(nèi)部缺陷，這將為ΑΜ60Β鎂合金在隨后的時(shí)效處理過(guò)程中的晶核形成提供有利的部位， 利于形成細(xì)小的晶核。然后再對(duì)高壓固溶處理后的ΑΜ60Β鑄造鎂合金在常壓(1個(gè)大氣壓) 下進(jìn)行時(shí)效處理，常壓時(shí)效處理的主要目的是使高壓固溶處理后的ΑΜ60Β鎂合金通過(guò)回復(fù)再結(jié)晶獲得較細(xì)的組織。該工藝方法可使AM60B鑄造鎂合金的組織晶粒細(xì)小且較均勻，僅 為常規(guī)鑄造工藝得到的AM60B鎂合金晶粒尺寸的1/5 1/10。


圖1是AM60B鑄造鎂合金的金相組織照片；圖2是采用常壓條件下固溶+時(shí)效處理后的AM60B鑄造鎂合金的金相組織照片；圖3是采用實(shí)施例1處理后的AM60B鑄造鎂合金的金相組織照片；圖4是采用實(shí)施例2處理后的AM60B鑄造鎂合金的金相組織照片；圖5是采用實(shí)施例3處理后的AM60B鑄造鎂合金的金相組織照片。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。實(shí)施例1本發(fā)明所用AM60B鑄造鎂合金的化學(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，)為A15. 59%, Zn 0. 008%,Mn 0. 387%, Si 0. 027%, Cu 0. 003%, Ni 0. 0008%, Fe 0. 0009%, Be 0. 0007%, 余量為Mg。將所述AM60B鑄造鎂合金切割成Φ8πιπιΧ 13. 5mm的圓柱體試樣，之后將所得到 的AM60B鑄造鎂合金試樣在CS-IIB型六面頂壓機(jī)上進(jìn)行高壓固溶處理。高壓固溶處理參 數(shù)為壓力為3GPa，加熱溫度為500°C，保溫時(shí)間為60min，斷電保壓冷卻至室溫(約25°C)。 然后對(duì)高壓固溶處理后的試樣進(jìn)行常壓時(shí)效處理，常壓時(shí)效處理工藝參數(shù)為加熱溫度為 200°C，保溫時(shí)間為10h，水冷至室溫。為與實(shí)施例1比較，對(duì)AM60B鑄造鎂合金實(shí)施了常壓條件下的固溶+時(shí)效處理。該 處理工藝中除固溶處理時(shí)的壓力參數(shù)不同之外，其它工藝參數(shù)如加熱溫度、保溫時(shí)間及冷 卻方式等均與實(shí)施例1相同。金相顯微組織觀察表明采用常壓條件下固溶+時(shí)效處理工藝處理后的AM60B鑄 造鎂合金試樣中α-Mg基體的平均晶粒為153. 4 μ m，而采用本發(fā)明工藝處理后的平均晶粒 尺寸為18. 4 μ m，晶粒細(xì)化效果十分顯著。實(shí)施例2本實(shí)施例所用AM60B鑄造鎂合金及其處理工藝過(guò)程與上述實(shí)施例1相同，唯高 壓固溶處理壓力和時(shí)間不同。本實(shí)施例中采用了較高的壓力(6GPa)和較短的保溫時(shí)間 (30min)。金相顯微組織觀察表明，AM60B鑄造鎂合金中α-Mg基體的平均晶粒尺寸為 17. 9 μ m,與實(shí)施例1相比，AM60B鑄造鎂合金的晶粒尺寸得到了進(jìn)一步細(xì)化，且晶粒尺寸均 勻性有所提高。實(shí)施例3本實(shí)施例所用AM60B鑄造鎂合金及其處理工藝過(guò)程與上述實(shí)施例1相同，唯高壓 固溶處理溫度不同。本實(shí)施例中采用了較低的加熱溫度(400°C )。金相顯微組織觀察表明， AM60B鑄造鎂合金組織中α -Mg基體的平均晶粒尺寸為12. 9 μ m,且晶粒尺寸更為均勻，細(xì) 化效果顯著優(yōu)于實(shí)施例1和實(shí)施例2。
權(quán)利要求
一種AM60B鑄造鎂合金晶粒細(xì)化的方法，其特征是所述方法使AM60B鑄造鎂合金的α-Mg基體晶粒細(xì)小且均勻，平均晶粒尺寸為18.4～12.9μm，僅為常規(guī)鑄造工藝得到的AM60B鎂合金晶粒尺寸的1/5～1/10；所述方法包括如下步驟(1)高壓固溶處理將AM60B鑄造鎂合金置于CS-IIB型六面頂壓機(jī)中，作用于AM60B鑄造鎂合金上的壓力升高至3～6GPa，溫度加熱至400～500℃，保溫30～60min，之后斷電保壓自然冷卻至室溫；(2)常壓時(shí)效處理將高壓固溶處理后的AM60B鑄造鎂合金在200～300℃的溫度下進(jìn)行時(shí)效處理，保溫時(shí)間為8～12h，之后水冷至室溫。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種AM60B鑄造鎂合金晶粒細(xì)化的方法，其特征是首先對(duì)AM60B鑄造鎂合金進(jìn)行高壓固溶處理，然后再進(jìn)行常壓時(shí)效處理。高壓固溶處理工藝參數(shù)為壓力為3～6GPa，加熱溫度為400～500℃，保溫時(shí)間為30～60min，斷電保壓自然冷卻至室溫。常壓時(shí)效處理的具體工藝參數(shù)為加熱溫度為200～300℃，保溫時(shí)間為8～12h，水冷至室溫。本發(fā)明使AM60B鑄造鎂合金的α-Mg基體晶粒細(xì)小且較均勻，平均晶粒尺寸為18.4～12.9μm，僅為常規(guī)鑄造工藝得到的AM60B鎂合金晶粒尺寸的1/5～1/10。
文檔編號(hào)C22F1/06GK101880845SQ201010201718
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者劉秋香, 張淼, 張瑞軍 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)