制备高性能镁合金丝

   2020-09-01 互联网中国铸造网8930
核心提示:镁合金密度低、比强度高和生物兼容性好,是结构和生物材料研究的热点。研究结果表明,以Mg-Zn为基础合金系

镁合金密度低、比强度高和生物兼容性好,是结构和生物材料研究的热点。研究结果表明,以Mg-Zn为基础合金系,通过Y和Ce等稀土元素合金化,可以显著提高材料低和高温强度。进一步采用先进制备工艺,可以制备出高强度、高塑性和高韧性的Mg-Zn-Y-Ce系镁合金。具有这些增强相的镁合金材料都具有很高的强度。

铸态合金由1#工业镁锭、工业纯锌锭、Mg-47%Y(质量分数,下同)、Mg-30%Zr和Mg-90%Ce中间合金,在低碳钢坩埚内760℃下直接熔配而成。熔炼和浇铸过程中用CO2+0.3%SF6(原子分数)混合气体保护。熔体在坩埚内静置冷却到730℃,铸入直径为Φ50mm的石墨铸型,制成铸锭。铸锭经多区域的能谱分析,其平均成分为Mg-6.0%Zn-1.0%Y-0.6%Ce-0.6%Zr。铸锭机加工去皮后,采用氩气保护,700℃熔炼温度,300mm直径急冷铜辊,2850r.min-1辊速条件下,用KND-II型单辊快速凝固(RS)装置制备成宽度约2~20mm,厚度20-80μm的薄带。将薄带粉碎成长度和宽度都小于2mm的粉体并装入直径Φ50mm的往复挤压桶中,挤压颈直径12mm,在330℃经过四道次往复挤压(RE)。经过四道次往复挤压的试样在较低温度下正挤压(EX)成Φ2.08mm-Φ1.50mm不同直径的细丝。

选用300℃保温10min,然后水淬固溶处理工艺,丝抗拉强度和延伸率分别为402MPa和12%。在弯曲直径为6.28mm情况下,最大弯曲压下速度为4mm·min-1,弯曲压力为59N,曲直时拉力为59N。而固溶加时效处理后,可以获得高强度和高塑性结合的丝材。实验表明,350℃保温3h水淬+150℃保温1d,是最好的固溶加时效工艺。处理后,丝材的σb为448MPa,δ为7.5%。最大弯曲压下速度为6mm·min-1,弯曲压力为52N,曲直拉力为50N。(欣然)


 
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