镁合金常温下的塑性成形能力较差,压铸工艺性能优良[1],因此,90%以上镁合金构件主要采用压铸工艺生产。由于压铸充型过程中的卷气行为,压铸件中存在一定数量的气孔,这些气孔受热后会膨胀,使零件的性能和外观恶化,但普遍认为不宜对压铸镁合金进行热处理和焊接。随着镁合金压铸
AM60B镁合金经415℃×16h固溶处理后,β-Mg17Al12相已完全溶解于α-Mg基体中。在610℃的等温热处理过程中,固溶阶段粗化的枝晶臂重熔,从而导致组织分离是形成这种组织的主要原因。
:AM60B镁合金铸件经过620℃×60min半固态等温热处理后,枝晶状的铸态组织变成圆整的球状半固态组织;半固态等温热处理过程中非枝晶组织的形成主要是由于原子扩散和能量起伏等原因造成。
镁合金是目前实际应用中最轻的一种金属结构材料,它具有比重小、比强度和比刚度高,阻尼性、切削加工性好等优点,广泛应用于航空航天、汽车、电子等行业的零部件制造上,成为全球交通和电子制造业的研发热点.
镁合金工件的生产技术仍是以铸造为主,因为应用铸造方法可以制造出尺寸稳定的复杂工件几何,同时也具有较高的加工性能。然而,以铸造方法制备的镁合金材料不够密实,易有孔洞形成,造成疲劳强度不足,并不适用于重要的安全结构件上。
镁合金通过挤压、锻造以及轧制等塑性变形,可以使镁合金具有比铸造合金更高的力学性能。同时,通过后续的热处理还可使其性能得到进一步的改善和提高,以满足更多结构材料性能的要求。本文选择AZ31变形镁合金,用电磁连铸方法制备了镁合金电磁连铸锭,并对其进行了挤压和热处理强化处理,探讨其组织结构和力学性能之间的关系,以期得到最佳的强韧化组合。 本文设计、改装了适合于镁合金的电磁连铸成型系统与保护系统。在经过多次的镁合金电磁连铸实验后,确定出本实验条件下较为合适的工艺参数:电源频率2500Hz,功率10kW;浇注温度700～710℃;液面控制在感应线圈上沿±2mm处,冷却水量为1.0m~3/h,并在此参数下得到了质量较好的镁合金铸锭。
在磁场作用下,软接触电磁连铸铸锭具有细小、均匀的显微组织,β相析出减少,并呈现弥散分布的形式。软接触电磁连铸锭与普通连铸锭相比较,硬度、抗拉强度、冲击吸收功和延伸率分别提高了11%,14.8%,24.5%和71.5%。断口形貌显示软接触连铸锭具有更多的韧性断裂特征。
对未挤压电磁连铸锭进行了热处理,结果表明:固溶处理后,镁合金铸锭的韧性以及硬度有所上升;时效处理后,铸锭的韧性有所下降,硬度有所上升;在410℃固溶12h下得到了较优化的强韧性组合,铸锭的冲击吸收功和硬度值分别达到3.75J和51.60HB。
对电磁连铸锭进行了挤压处理,挤压后棒材尺寸为110×φ25mm,并对挤压后电磁连铸锭进行了热处理,结果表明:铸锭挤压后硬度和抗拉强度分别提高了16.2%和35.0%,而延伸率有所下降,较挤压前降低了3.7%;T4处理后,随着保温时间的增加,挤压锭硬度呈现出先增加后减小的趋势,且随着保温温度的增加,硬度呈下降趋势;T5处理后,随着保温时间的增加,挤压锭硬度呈现出先增加后降低,然后保持稳定的趋势;T6处理后,随着固溶温度的升高,挤压锭硬度呈现减小的趋势。
