基本信息
- 项目名称：
- 大规格超高强镁合金材料成型制备技术
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- “大规格超高强镁合金材料成型制备技术”根据航空、航天、兵器、信息电子、交通运输等国家重大领域的需求，针对国内外高强稀土镁合金的研制尚处于实验室阶段的现状，制备出抗拉强度具有国际领先水平（≥570Mpa）的超高强镁合金棒材，为某型空空导弹、卫星等武器装备、航空航天用大规格轻质高强部件提供了关键材料支持。
- 详细介绍：
- “大规格超高强镁合金材料成型制备技术”根据航空、航天、兵器、信息电子、交通运输等国家重大领域的需求，针对国内外高强稀土镁合金的研制尚处于实验室阶段的现状，通过配合浇注温度冷却速度关系、配合优化挤压速度、挤压温度、模具温度及挤压比等挤压工艺之间的关系，解决强力变形开裂问题。探索出大规格超高强镁合金的工艺，并制备出抗拉强度具有国际领先水平（≥570Mpa）的超高强镁合金棒材，为某型空空导弹、卫星等武器装备、航空航天用大规格轻质高强部件提供了关键材料支持。 已申请3项相关国防专利和5项发明专利；在影响因子为1.9的MSEA上发表一篇文章；并得到了 “中国有色金属工业粉末冶金产品质量监督检验中心”鉴定。 中南大学材料科学与工程学院梁叔全院长和王德志副院长等推荐专家对本发明给予了高度评价，“国内外针对高强稀土镁合金的研制尚处于实验室阶段，公开报道的成果都为小规格的实验室试样，该产品研究已具有国际领先水平，并进入工业试生产阶段，为我国新一代武器装备轻量化提供了新材料支持”。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本发明的目的就是通过研究超高强镁合金的制备机理，制定出超高强镁合金的制备工艺，并生产出超高强镁合金。 本发明根据现实工程及国防需要，针对大规格高强镁合金锭坯的铸造技术及其变形及热处理技术中的关键问题进行深入研究，探索制备大规格高强镁合金的工艺，并取得一系列成果，为武器装备用大规格轻质高强部件提供了材料支持。 基本思路 制备出高强超高强镁合金主要分以下几个步骤：①制备出超大规格高强度镁合金优质铸锭；②通过调整挤压工艺参数保证在大挤压比的条件下挤压出高强预变形镁合金；③通过强力变形手段制备出超高强镁合金加工态制品；④通过调整时效工艺制备出强度高于570MPa的超高强镁合金制品。 创新点 ①本发明采用半连续铸造方式制备大规格镁合金铸锭锭坯，实现了工业试生产条件下制备直径达到410mm大规格镁合金铸锭 ②本发明对挤压后时效处理的镁合金部件进行室温强力变形，通过冷加工，使得材料力学性能显著提高，其抗拉强度达到世界先进水平（≥570Mpa）。 ③通过本发明的双级均匀化处理工艺可以完全消除大铸锭铸造组织中的严重偏析，从而获得组织成份均匀的合金材料。 解决的难题及技术关键 ①解决如何配合浇注温度，冷却速度及拉锭速度、结晶器内液面高度等熔炼工艺几者之间的关系； ②解决如何配合优化挤压速度、挤压温度、模具温度及挤压比等挤压工艺几者之间的关系； 主要技术指标 铸锭直径：φ97mm-φ410mm，长度大于3000mm。
科学性、先进性
- 本发明通过控制关键工艺参数获得表面无裂纹，内部无缩松、冷隔等缺陷，表面平整光洁、组织细化且均匀、无溶质偏析的超大规格高强度镁合金优质铸锭；通过在优化挤压速度、挤压温度及模具温度的基础上，通过利用半连续铸造大直径镁锭，增大了挤压比，从而获得了高强度的镁合金挤压态制品；通过调整强力变形道次变形量及总变形量从而确定出强力变形最佳变形工艺，从而制备出超高强镁合金加工态制品。
获奖情况及鉴定结果
- 本发明已申请3项国防发明专利、5项发明专利 三项国防发明专利 ①一种镁合金的挤压变形加工工艺 ②一种镁合金的热处理工艺 ③大规格高强镁合金锭坯半连续铸造工艺 五项国家发明专利 ④超大规格高强耐热镁合金锭坯半连续铸造工艺（舒心为第二作者） ⑤一种高强镁合金厚板的挤压变形工艺（万迎春为第二作者） ⑥大规格高强镁合金挤压材的热处理工艺（万迎春为第三作者） ⑦一种高强大直径镁合金棒材的挤压变形工艺（万迎春为第二作者） ⑧一种强力变形制备超高强镁合金棒材的方法（万迎春为第二作者） 本发明已申请3项相关国防专利和5项国家发明专利；发表高质量论文一篇（IF 1.9）； “中国有色金属工业粉末冶金产品质量监督检验中心”关于超高强镁合金的鉴定报告5份；“中国空空导弹研究院理化检测中心”用户检测报告一份；“中国兵器工业金属材料理化检测中心”用户检测报告一份。
作品所处阶段
- 中试
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品 、图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品的使用说明 为我国新一代武器装备轻量化提供了新材料支持。 本作品的技术特点和优势 ①锭坯尺寸大，相比于当前研究水平，可制备成大部件结构材料。 ②重量轻，比强度高 ③制品强度高图2 卫星支撑件 应用前景及市场分析 本发明作为抗拉强度达到世界先进水平（570Mpa）的超高强镁合金加工态制品，在规格上，远远超过其他具有同等强度水平的镁合金部件，必将为推动汽车产业的轻量化、节能性革命产生深远影响。
同类课题研究水平概述
- 目前已公开的数据表明，高强镁合金的强度已能够达到450 Mpa或以上，然而在尺寸方面仍普遍处于小规格的实验室研究阶段。
