專利名稱：一種改善鎂合金零件多次成形過程中加工性能的方法
技術領域：
本發明涉及一種改善金屬零件性能的方法，尤其涉及一種改善鎂合金零件多次成形過程中加工性能的方法。
背景技術：
我國是鎂資源大國，原鎂礦儲量居世界第一，目前鎂產量約占世界總產量的2/3，鎂合金與其它合金相比具有很多優點，首先，鎂合金的密度小，密度通常為1.75 1.85g/cm3，遠低于通常用的鋁合金及鋼鐵，但比強度和比剛度均優于鋁合金和鋼鐵，也遠遠高于 其它工程材料。在滿足工作強度和剛度的條件下，使用鎂合金材料可以大大減輕零件的重量；其次，鎂合金具有較高的阻尼系數，吸震效果好，可吸收震動，延長設備的使用壽命；再次，鎂合金具有彈性模量較低，在外力作用下應力分布較為均勻，可以避免應力集中。另外，鎂合金還具有尺寸穩定性好，易機械加工，良好的電磁屏蔽性能和導熱性，還有就是回收成本低，利用率高，是一種易回收的金屬材料，被稱之為綠色材料。這些優點使鎂合金廣泛應用于航空航天工業、船舶制造業、汽車制造業、民用工業等領域。然而，在多次成形鎂合金零件的制造過程中，每一次成形過程中的塑性變形都會使鎂合金產生纖維狀變形組織，而且組織分布不均勻，會大大降低鎂合金的塑性，因此多次成形零件在加工過程中會因鎂合金塑性的降低而造成加工失敗，造成鎂合金多次成形零件的成品率不高，由于鎂合金多次成形零件在各行工業中的應用越來越廣泛，尤其是在航空航天工業、船舶制造業、汽車制造業，所以，如何提高鎂合金多次成形零件的成品率，已經成為應用領域的重要研究目標。

發明內容
本發明的目的在于提供一種不僅有效的改善鎂合金的組織狀況，使鎂合金組織細化、均勻和穩定，提高鎂合金多次成形零件的成功率，而且工藝簡單，實施方便，效果顯著，成本低廉的改善鎂合金零件多次成形過程中加工性能的方法。本發明主要是利用交變磁處理工藝改善多次成形過程中鎂合金零件加工性能，其技術方案如下，包括以下步驟
(1)改善前
a.對進行了第一次成形加工后的鎂合金半成品零件表面進行預處理，主要是對零件表面的灰塵、銹蝕等進行清理；
b.利用電子顯微鏡觀察第一次成形加工后的鎂合金半成品零件的組織狀態，以便與改善后的組織狀態進行對比從而確定組織狀態改善效果；
(2)改善過程
a.由于第一次成形加工中鎂合金塑性變形最大，對第一次成形加工后的鎂合金半成品零件進行交變磁處理，首先將零件固定在交變磁場發生器中，零件固定后，根據第一次成形加工后的鎂合金半成品零件的形狀、尺寸，制定交變磁處理方案，并且設定磁感應強度值、交變磁場的頻率以及交變磁處理的時間，然后進行交變磁處理，其中優選的交變磁場強度為O 8T，交變磁場的頻率為5 20Hz，交變處理時間為30 300min ；
(3)改善后
a.交變磁處理后，利用電子顯微鏡觀察交變磁處理后第一次成形加工后的鎂合金半成品零件，確定其組織狀態并與交變磁處理前的組織狀態進行比較，確定改善效果。本發明利用交變磁處理工藝改善鎂合金的加工性能，使鎂合金的金屬組織明顯細化，原來由于塑性變形產生的纖維狀變形組織也變得均勻化，有效地實現多次成形過程中鎂合金加工性能的改善，因為第一次成形加工中鎂合金塑性變形最大，因此選擇第一次成形加工后進行交變磁處理，此方法適用于改善各種多次成形鎂合金零件成形過程中的加工 性能。本發明與現有技術相比具有如下優點
1、有效的改善鎂合金的組織狀況，使鎂合金組織細化、均勻和穩定，提高鎂合金多次成形零件的成功率；
2、工藝簡單,實施方便,效果顯著，成本低廉。
具體實施方式
實施例I
以改善第一次成形加工后的AZ63鎂合金半成品零件的加工性能為例，改善前，對進行了第一次成形加工后的AZ63鎂合金半成品零件表面進行預處理，主要對零件表面的灰塵、銹蝕等進行清理；利用電子顯微鏡觀察零件的組織狀態，以便與改善后的組織狀態進行對比從而確定組織狀態改善效果；改善過程，對零件進行交變磁處理，首先將零件固定在交變磁場發生器中；零件固定后，制定交變磁處理方案，設定交變磁場強度為0. 8T,交變磁場的頻率為15Hz，交變處理時間為60min，然后進行交變磁處理；改善后，利用電子顯微鏡觀察交變磁處理后的零件，確定其組織狀態并與交變磁處理前的組織狀態進行比較，確定改善效果。實施例2
以改善第一次成形加工后的AZ91D鎂合金半成品零件的加工性能為例，改善前，對進行了第一次成形加工后的AZ91D鎂合金半成品零件表面進行預處理，主要對零件表面的灰塵、銹蝕等進行清理；利用電子顯微鏡觀察零件的組織狀態，以便與改善后的組織狀態進行對比從而確定組織狀態改善效果；改善過程，對零件進行交變磁處理，首先將零件固定在交變磁場發生器中；零件固定后，制定交變磁處理方案，設定交變磁場強度為0. 6T，交變磁場的頻率為17Hz，交變處理時間為90min，然后進行交變磁處理；改善后，利用電子顯微鏡觀察交變磁處理后的零件，確定其組織狀態并與交變磁處理前的組織狀態進行比較，確定改善效果。實施例3
以改善第一次成形加工后的ZK51鎂合金半成品零件的加工性能為例，改善前，對進行了第一次成形加工后的ZK51鎂合金半成品零件表面進行預處理，主要對零件表面的灰塵、銹蝕等進行清理；利用電子顯微鏡觀察零件的組織狀態，以便與改善后的組織狀態進行對比從而確定組織狀態改善效果；改善過程，對零件進行交變磁處理，首先將零件固定在交變磁場發生器中；零件固定后，制定交變磁處理方案，設定交變磁場強度為I. 0T,交變磁場的頻率為10Hz，交變處理時間為120min，然后進行交變磁處理；改善后，利用電子顯微鏡觀察交變磁處理后的零件，確定其組織狀態并與交變磁處理前的組織狀態進行比較，確定改善效果。實施例4
以改善第一次成形加工后的AS21鎂合金半成品零件的加工性能為例，改善前，對進行了第一次成形加工后的AS21鎂合金半成品零件表面進行預處理，主要對零件表面的灰塵、銹蝕等進行清理；利用電子顯微鏡觀察零件的組織狀態，以便與改善后的組織狀態進行對比從而確定組織狀態改善效果；改善過程，對零件進行交變磁處理，首先將零件固定在交變磁場發生器中；零件固定后，制定交變磁處理方案，設定交變磁場強度為I. 2T，交變磁場的頻率為13Hz，交變處理時間為40min，然后進行交變磁處理；改善后，利用電子顯微鏡觀察交變磁處理后的零件，確定其組織狀態并與交變磁處理前的組織狀態進行比較，確定改善效果。 實施例5
以改善第一次成形加工后的HK31鎂合金半成品零件的加工性能為例，改善前，對進行了第一次成形加工后的HK31鎂合金半成品零件表面進行預處理，主要對零件表面的灰塵、銹蝕等進行清理；利用電子顯微鏡觀察零件的組織狀態，以便與改善后的組織狀態進行對比從而確定組織狀態改善效果；改善過程，對零件進行交變磁處理，首先將零件固定在交變磁場發生器中；零件固定后，制定交變磁處理方案，設定交變磁場強度為I. 4T,交變磁場的頻率為19Hz，交變處理時間為90min，然后進行交變磁處理；改善后，利用電子顯微鏡觀察交變磁處理后的零件，確定其組織狀態并與交變磁處理前的組織狀態進行比較，確定改善效果。實施例6
以改善第一次成形加工后的AZ80鎂合金半成品零件的加工性能為例，改善前，對進行了第一次成形加工后的AZ80鎂合金半成品零件表面進行預處理，主要對零件表面的灰塵、銹蝕等進行清理；利用電子顯微鏡觀察零件的組織狀態，以便與改善后的組織狀態進行對比從而確定組織狀態改善效果；改善過程，對零件進行交變磁處理，首先將零件固定在交變磁場發生器中；零件固定后，制定交變磁處理方案，設定交變磁場強度為I. 6T,交變磁場的頻率為8Hz，交變處理時間為60min，然后進行交變磁處理；改善后，利用電子顯微鏡觀察交變磁處理后的零件，確定其組織狀態并與交變磁處理前的組織狀態進行比較，確定改善效果。
權利要求
1.一種改善鎂合金零件多次成形過程中加工性能的方法，其特征是技術方案如下，包括以下步驟 (1)改善前 a.對進行了第一次成形加工后的鎂合金半成品零件表面進行預處理； b.利用電子顯微鏡觀察第一次成形加工后的鎂合金半成品零件的組織狀態； (2)改善過程 a.對第一次成形加工后的鎂合金半成品零件進行交變磁處理，首先將零件固定在交變磁場發生器中；零件固定后，根據第一次成形加工后的鎂合金半成品零件的形狀、尺寸，制定交變磁處理方案，并且設定磁感應強度值、交變磁場的頻率以及交變磁處理的時間，然后進行交變磁處理； (3)改善后 a.交變磁處理后，利用電子顯微鏡觀察交變磁處理后第一次成形加工后的鎂合金半成品零件，確定其組織狀態并與交變磁處理前的組織狀態進行比較，確定改善效果。
2.根據權利要求I所述的改善鎂合金零件多次成形過程中加工性能的方法，其特征是交變磁處理優選的交變磁場強度為O 8T，交變磁場的頻率為5 20Hz，交變處理時間為 30_300min。
全文摘要
一種改善鎂合金零件多次成形過程中加工性能的方法，改善前，對進行了第一次成形加工后的鎂合金半成品零件表面進行預處理，利用電子顯微鏡觀察零件的組織狀態，對零件進行交變磁處理，將零件固定在交變磁場發生器中；零件固定后，制定交變磁處理方案，并且設定磁感應強度值、交變磁場的頻率以及交變磁處理的時間，然后進行交變磁處理，利用電子顯微鏡觀察交變磁處理后零件，確定改善效果。本發明與現有技術相比具有有效的改善鎂合金的組織狀況，使鎂合金組織細化、均勻和穩定，提高鎂合金多次成形零件的成功率，工藝簡單，實施方便等優點。
文檔編號C22F1/06GK102747311SQ20121019572
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月14日 優先權日2012年6月14日
發明者付宇明, 劉會瑩, 王寧寧, 鄭麗娟, 陳革新 申請人:燕山大學