專利名稱：鑄軋雙控法制備合金半固態成型板坯的方法
技術領域：
本發明涉及鑄軋雙控法制備合金半固態成型板坯的方法。本發明可用于制備具有細小、等軸微觀結構的半固態成形坯料，所制備的坯料在半固態成型時的觸變性能好，最終達到提高半固態成型能力和產品性能的目的。
背景技術：
半固態成型技術是繼液態成型技術和固態成型技術發展起來的一種全新的成形技術。與前兩種常用的成形技術相比，其主要的區別在于以預制的具有非枝晶組織的半固態合金坯料為原料，在壓力作用下凝固、成形。這種成形方法的優點在于制品組織致密、鑄造或鍛造等缺陷減少，綜合力學性能大幅度提升。半固態成形最為關鍵的步驟是制備用于半固態成形的坯料，主要是為了獲得具有圓整、細小晶粒的微觀結構，由此改善半固態成型過程中的漿料的流變、觸變性能。制備半固態成型坯料的方法包括形變誘導法(劉昌明等，形變誘導法半固態加熱工藝參數對LY12 合金組織和晶粒尺寸的影響，中國有色金屬學報，2002，12(3)，436-440)、新MIT工藝、冷卻斜槽法、雙螺旋流變注射成形法、剪切_冷卻_軋制法、NRC工藝、不同液體混合法、近液相線鑄造法等(江運喜等，半固態金屬漿料制備新技術，鍛壓技術，2003，6，41-47)，盡管這些方法可以制備出具有非枝晶微觀結構的坯料，但是難以大幅度降低晶粒尺寸。為了獲得細小的等軸晶粒，有人開發了一種新的形變誘導法(Jiang Jufu et al. , microstructure evolution of AM60 magnesium alloy semisolid slurry preparedby new SIMA,Journal of Alloys and Compounds，2010，497，62-67.)用于制備半固態成型的坯料，能夠獲得細小晶粒，但這種方法不易實現連續生產。基于此，開發出制備具有細小、等軸晶微觀結構，且能夠滿足連續、規?；苽涞暮辖鸢牍虘B成型板坯的制備方法顯得尤為重要。

發明內容
本發明的目的，在于制備具有細小等軸晶微觀結構的合金坯料，該坯料在半固態成形時觸變性能好、成形后零件力學性能優，提供運用鑄軋雙控法制備合金半固態成型板坯的方法。實現本發明的步驟為①使用電阻爐熔化合金，并進行除氣、除渣和精煉處理；②將合金熔體溫度降至該合金固、液兩相溫度區間，進行攪拌之后，迅速冷卻凝固獲得具有非枝晶微觀結構的合金毛坯；③對鑄造法制備的合金毛坯進行均勻化退火、過時效處理；④對熱處理之后的毛坯進行變形量大于60%的熱軋加工；⑤加熱熱軋板坯到合金半固態溫度區間，獲得具有細小、 等軸晶粒微觀結構的半固態合金板坯。本發明的有益效果在于1.能夠制備出具有等軸、細晶微觀結構的坯料，該坯料在半固態成型時的觸變性能好，成型后的力學性能優。2.本發明的制備方法具有工藝簡單、能滿足批量生產的需要。


圖1是鑄軋雙控法制備合金半固態成型板坯的方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。參見圖1。本發明所述鑄軋雙控法制備半固態成型坯料的方法的步驟如下①在保護氣氛下，使用電阻爐熔化合金，并進行除氣、除渣和精煉處理；②將合金熔體溫度降至固液兩相溫度區間，進行攪拌之后，迅速冷卻凝固獲得具有等軸晶結構的合金毛坯；③對鑄造法制備的合金毛坯進行均勻化退火、過時效處理；④對熱處理之后的毛坯進行變形量大于60%的熱軋加工；⑤加熱熱軋板坯到半固態溫度區間，獲得具有細小、等軸晶粒微觀結構的半固態合金板坯。實施例1使用電阻熔化爐熔煉AZ31鎂合金，對其進行除氣、除渣處理后，降溫至630°C，整個熔煉過程在N2+6% SF6保護氣氛下進行；然后，對熔體進行電磁振蕩，均勻熔體的溫度分布；對盛裝攪拌熔體的容器進行快速冷卻凝固，獲得晶粒尺寸為80-100 μ m的鑄造毛坯；對半固態鑄造毛坯在480°C保溫15小時進行均勻退火處理，250°C保溫8小時進行過時效處理；在變形溫度為420°C時進行變形量為80%的軋制變形；感應加熱到615°C保溫3分鐘， 獲此獲得晶粒尺寸為10-30 μ m的半固態觸變成形板坯。實施例2使用電阻熔化爐熔煉AZ91鎂合金，對其進行除氣、除渣處理后，降溫至590°C，整個熔煉過程在N2+6% SF6保護氣氛下進行；然后，對熔體進行機械攪拌，均勻熔體的溫度分布，破碎枝晶；對盛裝攪拌熔體的容器進行快速冷卻凝固，獲得晶粒尺寸為50-80μπι的鑄造毛坯；對半固態鑄造毛坯在450°C保溫24小時進行均勻退火處理，在250°C保溫8小時進行過時效處理；在變形溫度為370°C條件下進行變形量為60%的軋制變形；感應重熔加熱到580°C保溫2分鐘，獲此獲得晶粒尺寸為20-40 μ m的半固態觸變成形板坯。本發明中通過改變基體合金成分，均可以運用攪拌鑄造法制備出各種類型的具有等軸晶微觀結構的合金坯料，在軋制變形時需要選擇合適的變形速率和溫度，利用熱軋過程的連續動態再結晶和重熔過程再結晶、熔斷機制即可制備出具有細小、等軸微觀結構的半固態觸變成形板坯。最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.鑄軋雙控法制備合金半固態成型板坯的方法，其特征在于，有以下步驟①使用電阻爐熔化合金，并進行除氣、除渣和精煉處理；②將合金熔體溫度降至固-液兩相溫度區間，進行攪拌之后，迅速冷卻凝固獲得具有等軸晶結構的合金毛坯；③對鑄造法制備的合金毛坯進行均勻化退火、過時效處理；④對熱處理之后的毛坯進行變形量大于60%的熱軋加工；⑤加熱熱軋板坯到半固態溫度區間保溫，獲得具有細小、等軸晶粒微觀結構的半固態觸變成形板坯。
全文摘要
本發明涉及鑄軋雙控法制備鎂合金半固態觸變成形板坯的方法，它適用于制備具有等軸、細小晶粒微觀結構的鎂合金半固態成形用板坯。其方法是在N2+6％SF6保護氣氛下，使用電阻爐熔化鎂合金合金，并進行除氣、除渣和精煉處理；將鎂合金熔體降溫至該熔體的固、液兩相溫度區間，進行攪拌之后，迅速冷卻凝固獲得具有等軸晶微觀結構的鎂合金毛坯；對鑄造法制備的鎂合金毛坯進行均勻化退火和過時效處理；對半固態鑄造鎂合金進行變形量超過60％的熱軋加工；加熱熱軋板坯到半固態溫度區間并保溫，制得組織均勻、晶粒細小的鎂合金半固態觸變成形板坯。本發明可用于制備用于輕合金半固態成形板坯，該板坯具有晶粒細小、晶粒圓整度高、半固態觸變性能好等特點。
文檔編號C21D8/02GK102286710SQ20111026503
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月8日 優先權日2011年9月8日
發明者周平, 張丁非, 王開, 薛寒松, 邵興洲 申請人:重慶大學