專利名稱：一種結合電流處理的鎂合金熱處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鎂合金熱處理方法，屬于鎂合金熱處理領域。
背景技術：
傳統(tǒng)的固溶強化和時效處理的工藝方法能改善鑄造合金的性能。鎂合金經過固溶淬火后如果不進行時效，可以同時提高其抗拉強度和伸長率。但由于鎂合金中合金元素的原子擴散較慢，因而需要較長的加熱時間以保證強化相充分溶解。鎂合金在固溶處理后如果接著進行人工時效，雖然會降低其部分塑性，但可以提高其屈服強度，但加熱時間長同樣是該過程存在的問題。在實際生產中應用這些工藝時，生產效率必然會受到這些因素的影響。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種結合電流處理的鎂合金熱處理方法，該方法可以縮短固溶強化或人工時效的時間，提高生產效率，減少鎂合金因長期處在高溫下時的氧化量；提高鎂合金的性能。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是一種結合電流處理的鎂合金熱處理方法，其特征在于傳統(tǒng)的鎂合金熱處理過程中，采用下述四種方法之一對鎂合金施加電流1)固溶淬火后不進行時效，在固溶過程中施加電流，采用的電流密度為2～20A/cm2；2)固溶淬火后進行時效，固溶過程中施加電流，采用的電流密度為2～20A/cm2；3)固溶淬火后進行時效，時效過程中施加電流，采用的電流密度為2～100A/cm2；4)固溶淬火后進行時效，固溶過程和時效過程中均施加電流，固溶過程中采用的電流密度變化范圍為2～20A/cm2，時效過程中采用的電流密度變化范圍為2～100A/cm2。
所述的鎂合金制成圓棒，圓棒兩端采用導電、耐氧化的夾具接入可調電流源的兩電極。
所述的鎂合金上覆蓋硫鐵礦。
這種結合電流處理的鎂合金熱處理方法的工作原理是鎂合金在固溶強化或人工時效過程中，鎂合金處于熱處理制度規(guī)定的某一溫度附近，這時讓2～20A/cm2(時效過程中施加2～100A/cm2)的直流電流通過鎂合金；鎂合金中不同的相的電導率不同，另外，鎂合金中存在著含有不同程度偏析的微區(qū)，它們的導電能力也是不同的；這樣，當電流流經鎂合金時，在不同的微區(qū)將產生不同的熱效應，因電流大小合適，鎂合金整體的溫度仍處于原來的設定值附近，產生的熱量只對微區(qū)的溫度產生微小的擾動，有利于固溶強化時合金元素的擴散或人工時效時強化相的析出。因而與傳統(tǒng)工藝相比，本發(fā)明的方法可以縮短加熱所用時間，提高生產效率，減少鎂合金因長期處在高溫下時的氧化量。同時，在外場的作用下，鎂合金中相的分布和微觀結構也發(fā)生了改變，鎂合金的性能比使用傳統(tǒng)工藝時更優(yōu)。
本發(fā)明方法實施過程中，在不使鎂合金過燒的條件下，電流可以在較大的范圍內進行調節(jié)。因為鎂合金整體電阻率很小，通電時消耗的電功率小，選擇低壓、大電流、小功率的可調電流源即可，這樣設備投資小，又節(jié)約了能源。通電電流大小可根據(jù)對材料性能和加熱時間的要求合理調節(jié)，這樣可以做到同時兼顧效率要求與質量要求兩個方面。


圖1為本發(fā)明方法實施時的裝置示意圖。
圖中1-坩堝電阻爐，2-耐火磚，3-鎂合金，4-可調電流源。
具體實施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結合實施例進一步闡明本發(fā)明的內容，但本發(fā)明的內容不僅僅局限于下面的實施例。
以對鎂合金AZ91D進行熱處理為例用無鎳鋼坩堝配制AZ91D合金，其合金成分質量百分數(shù)為Al(8.90)；Zn(0.637)；Mn(0.2085)；Be(0.0010)；Si(0.022)；Fe(0.0024)；Cu(0.0014)；Ni(0.0008)；Mg(其余)。用球墨鑄鐵金屬型進行澆注，制得若干根φ10mm×120mm的圓棒。因為圓棒的橫截面是一致的，所以保證了截面上電流密度在宏觀上的一致性。本發(fā)明方法實施時的裝置如圖1所示，圓棒兩端采用導電性能良好的耐氧化的夾具接入可調電流源4的兩電極，將圓棒(鎂合金3)置入位于坩堝電阻爐1內的耐火磚2上，通電流時，保證整個熱處理過程的順利進行。本次熱處理制度基于傳統(tǒng)的熱處理制度T6(固溶過程中采用420℃×16h，時效過程采用200℃×8h)，通電流時采用四種不同的具體工藝之一，其對應的工藝和處理結果如下一、固溶淬火后不進行時效，在固溶過程中施加電流，采用的電流密度變化范圍為2～20A/cm2(電流密度的上下限以及其區(qū)間值都能實現(xiàn)本發(fā)明)；和不加電流的傳統(tǒng)工藝相比，在縮短加熱時間3～8h的情況下，處理后的合金抗拉強度提高3.5～18.9％，拉伸率提高5.3～21％，氧化消耗量減少18.5～41.2％。二、固溶淬火后進行時效，固溶過程中施加電流，采用的電流密度變化范圍為2～20A/cm2(電流密度的上下限以及其區(qū)間值都能實現(xiàn)本發(fā)明)；和不加電流的傳統(tǒng)工藝相比，在縮短固溶加熱時間3～8h的情況下，處理后的合金抗拉強度提高8.9～23％，拉伸率提高9.3～31.2％，氧化消耗量減少10.3～32.6％。三、固溶淬火后進行時效，時效過程中施加電流，采用的電流密度變化范圍為2～100A/cm2(電流密度的上下限以及其區(qū)間值都能實現(xiàn)本發(fā)明)；和不加電流的傳統(tǒng)工藝相比，在縮短時效加熱時間1～3.5h的情況下，處理后的合金抗拉強度提高5.1～12.3％，拉伸率提高6.4～15.6％，氧化消耗量減少5.2～11.2％。四、固溶淬火后進行時效，固溶過程和時效過程中均施加電流，固溶過程中采用的電流密度變化范圍為2～20A/cm2(電流密度的上下限以及其區(qū)間值都能實現(xiàn)本發(fā)明)，時效過程中采用的電流密度變化范圍為2～100A/cm2(電流密度的上下限以及其區(qū)間值都能實現(xiàn)本發(fā)明)；和不加電流的傳統(tǒng)工藝相比，在同時縮短固溶加熱時間2～7h和時效加熱時間1.5～3h的情況下，處理后的合金抗拉強度提高16.4～31.4％，拉伸率提高14.5～35.2％，氧化消耗量減少7.8～17.5％。
在鎂合金處理的過程中，應采取適當?shù)姆姥趸胧?，本實驗中采用在鎂合金上覆蓋硫鐵礦(FeS)的方法。具體工藝種類的選擇、電流的大小與加熱時間的選擇應該根據(jù)效率和質量兩個要求來綜合考慮，提高效率可以通過適當加大電流，改善質量則采用相對長些的通電加熱時間，長時間加熱時宜采用相對較小的電流以防止局部產生熱量積累而影響性能。
權利要求
1.一種結合電流處理的鎂合金熱處理方法，其特征在于傳統(tǒng)的鎂合金熱處理過程中，采用下述四種方法之一對鎂合金施加電流1)固溶淬火后不進行時效，在固溶過程中施加電流，采用的電流密度為2～20A/cm2；2)固溶淬火后進行時效，固溶過程中施加電流，采用的電流密度為2～20A/cm2；3)固溶淬火后進行時效，時效過程中施加電流，采用的電流密度為2～100A/cm2；4)固溶淬火后進行時效，固溶過程和時效過程中均施加電流，固溶過程中采用的電流密度變化范圍為2～20A/cm2，時效過程中采用的電流密度變化范圍為2～100A/cm2。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種結合電流處理的鎂合金熱處理方法，其特征在于所述的鎂合金制成圓棒，圓棒兩端采用導電、耐氧化的夾具接入可調電流源的兩電極。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種結合電流處理的鎂合金熱處理方法，其特征在于所述的鎂合金上覆蓋硫鐵礦。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎂合金熱處理方法。一種結合電流處理的鎂合金熱處理方法，其特征在于傳統(tǒng)的鎂合金熱處理過程中，采用下述四種方法之一對鎂合金施加電流1)固溶淬火后不進行時效，在固溶過程中施加電流，采用的電流密度為2～20A/cm
文檔編號C22F1/06GK1974833SQ200610125518
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月19日 優(yōu)先權日2006年12月19日
發(fā)明者華林, 李繼高, 金亞旭 申請人:武漢理工大學