專利名稱：一種az91d鑄造鎂合金晶粒細化的方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬處理方法，特別涉及鎂合金的處理方法。
背景技術：
鎂合金在汽車、航空航天、電子信息等領域獲得了日益廣泛的應用，其原因主要是鎂合金具有密度小、比強度高、電磁波屏蔽性、減震性好、鑄造性能好、可以回收利用及其良好的機械加工性等優點。但是其晶格結構為密排六方結構，這就決定了它的塑性差、常溫力學性能差、高溫強度低，致使鎂合金的應用受到極大限制。細化晶粒是一種能同時有效提高金屬合金強度和韌性的方法。因此，發展各種能有效細化合金晶粒的技術和方法一直備受關注。為提高Mg-Al系鎂合金的強度和韌性指標，迄今為止，人們已發展了多種細化合金晶粒的方法。常規的鑄造鎂合金晶粒細化工藝有過熱處理工藝、碳變質處理法，此外塑性變形是細化鎂合金晶粒的有效手段。雖然過熱處理對鎂合金有明顯的細化效果，但是溫度過高會是鎂合金出現嚴重的氧化和吸氣現象。碳變質處理法細化效果較好，但是含碳變質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過程中會釋放大量的氯氣，對環境和人體產生損害。塑性變形處理法設備的要求較高，且設備投資較大。

發明內容
本發明的目的是提供一種工藝簡單、無污染、能有效細化鎂合金晶粒的AZ91D鑄造鎂合金晶粒細化的方法。本發明主要是通過常壓固溶處理結合高壓時效處理工藝來實現的。本發明的技術方案如下
(1)常壓固溶處理首先對AZ91D鑄造鎂合金進行常壓固溶處理，其目的是使合金中起到強化作用的元素，如鋁、鋅等最大限度的溶入α "Mg基體，從而得到過飽和固溶體，為時效處理創造必要的條件。固溶處理溫度為400°C，保溫時間為Mh，冷卻方式為水冷。(2)高壓時效處理對上述常壓固溶處理后的AZ91D鑄造鎂合金在壓力作用下進行時效處理，其主要目的是使常壓固溶處理后的AZ91D鎂合金在壓力及溫度的共同作用下發生動態回復再結晶而獲得細化的組織。將上述AZ91D鑄造鎂合金置于CS-IIB型六面頂壓機中，作用于合金上的壓力升高至1 3GPa，溫度加熱至30(T400°C，之后保溫保壓0. 最后斷電卸壓空冷至室溫。本發明與現有技術相比具有如下優點工藝方法簡單，無任何污染，AZ91D鑄造鎂合金的組織晶粒細化明顯，僅為其鑄態鎂合金晶粒尺寸的1/15 1/10。


圖1為AZ91D鑄造鎂合金的金相組織電鏡圖。
圖2為采用常壓固溶和常壓時效處理后的AZ91D鑄造鎂合金的金相組織電鏡圖。圖3為本發明實施例1獲得的AZ91D鑄造鎂合金的金相組織電鏡圖。圖4為本發明實施例2獲得的AZ91D鑄造鎂合金的金相組織電鏡圖。圖5為本發明實施例3獲得的AZ91D鑄造鎂合金的金相組織電鏡圖。
具體實施例方式
實施例1
所用AZ91D鑄造鎂合金的化學成分(質量分數，%)為8. 6 Α1，0· 7Ζη,0. 2Μη,0. 05 Si， 0.025 Cu，0.001 Ni，0.004 Fe，0.0007 Be，0. 01雜質，余量為Mg。對上述鎂合金進行常壓固溶處理，溫度為400°C，保溫時間為Mh，水冷至室溫。然后，將上述鎂合金切割成Φ8 mmX 13. 5mm的圓柱體試樣，并將其置于CS-IIB型六面頂壓機中進行高壓時效處理，壓力為 lGPa，加熱溫度為300°C，保溫保壓lh，斷電卸壓空冷至室溫(約25°C)。為與實施例1比較，對常壓固溶處理后AZ91D鑄造鎂合金實施了常壓時效處理，加熱溫度為400°C，保溫時間是lh，空冷至室溫。金相顯微組織觀察表明采用本實施方案處理后的AZ91D鑄造鎂合金試樣中 α-Mg基體的晶粒細化效果顯著，平均晶粒約為34 μ m，而經常壓固溶+常壓時效處理工藝處理后的AZ9ID鑄造鎂合金試樣中α-Mg基體的平均晶粒約為174 μ m。實施例2
所用AZ91D鑄造鎂合金的化學成分(質量分數，%)為8. 6 Α1，0· 7Ζη,0. 2Μη,0. 05 Si， 0.025 Cu，0.001 Ni，0.004 Fe，0.0007 Be，0. 01雜質，余量為Mg。對上述鎂合金進行常壓固溶處理，溫度為400°C，保溫時間為Mh，水冷至室溫。然后，將上述鎂合金切割成Φ8 mmX 13. 5mm的圓柱體試樣，并將其置于CS-IIB型六面頂壓機中進行高壓時效處理，壓力為 2GPa，加熱溫度為350°C，保溫保壓lh，斷電卸壓空冷至室溫(約25°C)。金相顯微組織觀察表明α -Mg基體平均晶粒約為四μ m。實施例3
所用AZ91D鑄造鎂合金的化學成分(質量分數，%)為8. 6 Α1，0· 7Ζη,0. 2Μη,0. 05 Si， 0.025 Cu，0.001 Ni，0.004 Fe，0.0007 Be，0. 01雜質，余量為Mg。對上述鎂合金進行常壓固溶處理，溫度為400°C，保溫時間為Mh，水冷至室溫。然后，將上述鎂合金切割成Φ8 mmX 13. 5mm的圓柱體試樣，并將其置于CS-IIB型六面頂壓機中進行高壓時效處理，壓力為 3GPa,加熱溫度為400°C，保溫保壓0. 5h，斷電卸壓空冷至室溫(約25°C )。金相顯微組織觀察表明α -Mg基體的平均晶粒約為20 μ m。表1 在相同原料相同固溶條件下對AZ9ID 鑄造鎂合金進行不同時效處理的檢測結果
權利要求
1. 一種AZ91D鑄造鎂合金晶粒細化的方法，其特征在于(1)常壓固溶處理對AZ91D鑄造鎂合金進行常壓固溶處理，溫度為400°C，保溫時間為 Mh，水冷至室溫；(2)高壓時效處理對上述鎂合金進行高壓時效處理，壓力為廣3GPa，加熱溫度為 30(T40(TC，保溫保壓時間為0. 5 lh，斷電卸壓空冷至室溫。
全文摘要
一種AZ91D鑄造鎂合金晶粒細化的方法，首先對AZ91D鑄造鎂合金進行常壓固溶處理，溫度為400℃，保溫時間為24h，冷卻方式為水冷。然后將上述AZ91D鑄造鎂合金進行高壓時效處理，壓力為1~3GPa，加熱溫度為300~400℃，保溫保壓時間為0.5~1h，斷電卸壓空冷至室溫。本發明工藝簡單，物任何污染，AZ91D鑄造鎂合金的晶粒發生細化明顯，達到較為理想的晶粒細化效果。
文檔編號C22F1/06GK102321859SQ20111025361
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月31日 優先權日2011年8月31日
發明者劉秋香, 張瑞軍 申請人:燕山大學