一种AZ61镁合金半固态制备方法 【技术领域】
本发明属于金属材料制备领域，特别涉及半固态合金浆料的制备。
背景技术
镁合金具有较好的吸收振动性和吸收辐射性，重量轻，高比强度和高比弹性模量，良好的刚性、切削加工性和尺寸稳定性，优良的导电性、导热性和磁屏蔽性，具有优良的切削加工和抛光性能，易于铸造和二次使用，可延长压铸使用寿命等优点。同时镁合金对环境无害，被世界认为是21世纪的绿色环保材料。由于镁元素极为活泼，镁合金在熔炼和加工过程中极容易氧化燃烧，因此，镁合金的生产难度很大；镁合金的耐蚀性较差；现有工业镁合金的高温强度、蠕变性能较低，限制了镁合金在高温(150～350℃)场合的应用。镁合金的生产技术还不成熟和完善，特别是镁合金成形技术有待进一步发展。半固态镁合金最重要的特点就是具有球形的初生相微粒，其变形有其自己独有的特性，它既不同于液态金属的流动，也不同于固态合金的高温塑性变形。而在现实应用中，也主要是利用这一特征来使金属成形。机械搅拌法制备半固态金属可以在金属熔液上方通入保护气体，避免易氧化金属的氧化，同时搅拌设备结构简单、造价低、操作方便、剪切速度易于控制，非常适合铝合金、镁合金等低熔点轻金属。
【发明内容】
本发明的目的是提出一种AZ61镁合金半固态制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
首先将原料AZ61镁合金放入熔化炉内，在覆盖熔剂的保护下，加热精炼，静置，然后降温到液相线温度。再将液态镁合金浇注入到氩气保护搅拌炉中，以300-600r/min的搅拌速度，边降温边搅拌3min-5min，使液态镁合金温度降至595-610℃，得到半固态浆料，浇注。
本发明可获得比较细小、圆整、分布均匀的半固态球状颗粒，其半固态组织较常规铸态组织的机械性能有较大的提高。
【附图说明】
图1为本发明实施例使用的搅拌设备。其中1为浇注管，2为坩锅，3为搅拌炉，4为管道，5为电热偶，6为电机，7为柱塞，8为电热偶，9为熔化炉，10为柱塞，11为推进式叶轮，12为浇注管，13为升降台、14为桨式叶轮。
图2为本发明实施例1所述条件下的半固态AZ61镁合金组织结构图。
图3为本发明实施例2所述条件下的半固态AZ61镁合金组织结构图。
图4为本发明实施例3所述条件下的半固态AZ61镁合金组织结构图。
图5为本发明实施例4所述条件下的半固态AZ61镁合金组织结构图。
图6为本发明实施例5所述条件下的半固态AZ61镁合金组织结构图。
图7为本发明实施例6所述条件下的半固态AZ61镁合金组织结构图。
图8为本发明实施例7所述条件下的半固态AZ61镁合金组织结构图。
图9为本发明实施例8所述条件下的半固态AZ61镁合金组织结构图。
具体实施方案
本发明将通过以下实施例作进一步的说明。
本发明所述的实施例，是在图1所示的搅拌设备中完成的。
本发明所述实施例的AZ61镁合金，其成分(w)为：
Element Al Mn Zn Si Cu Ni Fe The others Mg Weight(％) 5.8％～ 7.2％ ＞0.15％ 0.40％～ 1.5％ 0.10％ 0.05％ 0.05％ 0.005％ 0.30％ Balance
实施例1
将原料AZ61镁合金放入熔化炉内，在覆盖熔剂的保护下，加热精炼，静置，然后降温到液相线温度(620℃)。再将液态镁合金浇注入到氩气保护搅拌炉中，以500r/min的搅拌速度，边降温边搅拌3min，使液态镁合金温度降至600℃，得到半固态浆料，浇注。其组织结构白色近圆形的颗粒为半固态的固相，浅黑色为半固态浆料中的液相部分凝固后的枝晶组织，且球状晶粒比较细小、圆整、分布均匀。
实施例2
将原料AZ61镁合金放入熔化炉内，在覆盖熔剂的保护下，加热精炼，静置，然后降温到液相线温度(620℃)。再将液态镁合金浇注入到氩气保护搅拌炉中，以500r/min的搅拌速度，边降温边搅拌5min，使液态镁合金温度降至600℃，得到半固态浆料，浇注。其组织结构白色近圆形的颗粒为半固态的固相，浅黑色为半固态浆料中的液相部分凝固后的枝晶组织，且球状晶粒比较细小、圆整、分布均匀。
实施例3
将原料AZ61镁合金放入熔化炉内，在覆盖熔剂的保护下，加热精炼，静置，然后降温到液相线温度(620℃)。再将液态镁合金浇注入到氩气保护搅拌炉中，以500r/min的搅拌速度，边降温边搅拌3min，使液态镁合金温度降至605℃，得到半固态浆料，浇注。其组织结构白色近圆形的颗粒为半固态的固相，浅黑色为半固态浆料中的液相部分凝固后的枝晶组织，且球状晶粒比较细小、圆整、分布均匀。
实施例4
将原料AZ61镁合金放入熔化炉内，在覆盖熔剂的保护下，加热精炼，静置，然后降温到液相线温度(620℃)。再将液态镁合金浇注入到氩气保护搅拌炉中，以500r/min的搅拌速度，边降温边搅拌5min，使液态镁合金温度降至605℃，得到半固态浆料，浇注。其组织结构白色近圆形的颗粒为半固态地固相，浅黑色为半固态浆料中的液相部分凝固后的枝晶组织，且球状晶粒比较细小、圆整、分布均匀。
实施例5
将原料AZ61镁合金放入熔化炉内，在覆盖熔剂的保护下，加热精炼，静置，然后降温到液相线温度(620℃)。再将液态镁合金浇注入到氩气保护搅拌炉中，以500r/min的搅拌速度，边降温边搅拌5min，使液态镁合金温度降至610℃，得到半固态浆料，浇注。其组织结构白色近圆形的颗粒为半固态的固相，浅黑色为半固态浆料中的液相部分凝固后的枝晶组织，且球状晶粒比较细小、圆整、分布均匀。
实施例6
将原料AZ61镁合金放入熔化炉内，在覆盖熔剂的保护下，加热精炼，静置，然后降温到液相线温度(620℃)。再将液态镁合金浇注入到氩气保护搅拌炉中，以300r/min的搅拌速度，边降温边搅拌10min，使液态镁合金温度降至605℃，得到半固态浆料，浇注。其组织结构白色近圆形的颗粒为半固态的固相，浅黑色为半固态浆料中的液相部分凝固后的枝晶组织，且球状晶粒比较细小、圆整、分布均匀。
实施例7
将原料AZ61镁合金放入熔化炉内，在覆盖熔剂的保护下，加热精炼，静置，然后降温到液相线温度(620℃)。再将液态镁合金浇注入到氩气保护搅拌炉中，以300r/min的搅拌速度，边降温边搅拌5min，使液态镁合金温度降至605℃，得到半固态浆料，浇注。其组织结构白色近圆形的颗粒为半固态的固相，浅黑色为半固态浆料中的液相部分凝固后的枝晶组织，且球状晶粒比较细小、圆整、分布均匀。
实施例8
将原料AZ61镁合金放入熔化炉内，在覆盖熔剂的保护下，加热精炼，静置，然后降温到液相线温度(620℃)。再将液态镁合金浇注入到氩气保护搅拌炉中，以500r/min的搅拌速度，边降温边搅拌10min，使液态镁合金温度降至605℃，得到半固态浆料，浇注。其组织结构白色近圆形的颗粒为半固态的固相，浅黑色为半固态浆料中的液相部分凝固后的枝晶组织，且球状晶粒比较细小、圆整、分布均匀。
实施例9
将原料AZ61镁合金放入熔化炉内，在覆盖熔剂的保护下，加热精炼，静置，然后降温到液相线温度(620℃)。再将液态镁合金浇注入到氩气保护搅拌炉中，以500r/min的搅拌速度，边降温边搅拌5min，使液态镁合金温度降至605℃，浇注得到的半固态试样的机械性能为σb为190.5MPa、δ(％)为5.6；常规铸造AZ61镁合金试样的机械性能为σb为178.9MPa、δ(％)为4.8。可知半固态组织较常规铸态组织的机械性能有较大的提高。