六安供挤压镁合金镁合金压铸

针对生物医用镁合金管材加工制备,主要是通过直接挤压成形或者通过挤压成形后进行多道次的拉拔成形｡挤压镁合金可以获得细化均匀的晶粒,具有更高的强度和更好的延展性,能满足多样化结构部件的需求｡但是由于镁合金的塑性较差,因此如何改善挤压镁合金的显微组织､提高合金的力学性能成为关键｡不同的挤压工艺参数会导致镁合金挤压管材的显微组织和力学性能存在差异,但如何在不改变挤压工艺参数下,通过改善合金初始组织从而提高合金的力学性能的研究报道较少｡

电磁搅拌后,Mg-4Zn-0.3Zr合金晶粒细化且更加均匀,平均晶粒尺寸从91.3μm 降低到85.7μm｡合金中的MgZn相数量减少,在晶粒内部有孪晶形成,且存在较多的小角度晶界｡另外,抗拉强度和屈服强度分别为189 MPa和105 MPa,伸长率提高到17.3%｡由于电磁搅拌合金中的孪晶和小角度晶界的存在,经热挤压后,电磁搅拌Mg-4Zn-0.3Zr合金动态再结晶的程度高,晶粒更加细小,抗拉强度､屈服强度和伸长率分别达到了241 MPa､178 MPa和25.2%｡

镁（Mg）和镁合金已成为结构部件的竞争性替代品，因为运输中对高强度重量比材料的需求不断增长。尽管如此，制造镁部件的一个重要限制是织构镁合金的大拉伸-压缩屈服不对称性，这导致变形过程中的早期断裂。这种行为基本上可以归因于在拉伸和压缩过程中激活的不同变形机制，这是由于热机械加工产生的强烈纹理以及{10`1 2}延伸孪生的极性。

降低锻造镁合金屈服不对称性的策略是相关的，并且近几十年来受到了的关注。它们可以总结为（i）通过增加延伸孪生的临界分离剪切应力（CRSS）的比率来抑制延伸孪生的成核和生长，通过溶质原子的存在和沉淀物，并减小晶粒尺寸;（ii）通过添加稀土（RE）元素或采用多步热机械工艺来削弱质地。前者的典型案例是Stanford等人的研究，他们报告说AZ91 Mg合金的压缩屈服强度（CYS）与拉伸屈服强度（TYS）之比从固溶条件下的0.75增加到时效条件下的0.91。产量不对称性的降低归因于沉淀物与延伸孪生体的强烈相互作用 —— 这限制了缠绕量 —— 而它不影响棱柱滑移。

镁合金的实际化学成分通过电感耦合等离子体分析仪 (ICP-AES，Optima7300DV， Perkin Elmer，USA) 来测定， 每种成分的合金分别取屑50 g用于ICP成分分析。采用OLYMPUS-GX71金相显微镜来观察铸态及变形态合金的显微组织，在莱卡型显微镜下进行金相组织观测，选择合适的参数拍照。对于每种合金，选取6张具有代表性的金相照片进行晶粒尺寸及第二相含量的测定。根据ASTM E112-G6标准， 采用直线 截取法进 行晶粒尺 寸大小的测定。本文采用附带铜Kα 射线源的X射线衍射仪(XRD，D/max 2500 Diffractometer) 测定分析 镁合金中 的相组成。

采用HITACHIS-3400N型扫描电 子显微镜观察合金的微观组织特征与断口形貌，并用能谱仪(EDS)确定相的原子组成。从镁合金挤压棒材上取样，通过机加工制备M10标准拉伸试样从。拉伸试样平行段长度30mm，直径5mm。棒材的室温拉伸试验在Zwick Z050拉伸机上进行，拉伸速率1.0mm/min， 每组至少采用5个平行试样。电化学测试试验样品采用线切割方法制备，样品尺寸为 Φ10×8mm，用Si C砂纸打磨， 除去样品表面油污和缺陷。利用打孔机在样品背面中心钻一个直径1.5mm，深4~5mm的圆孔，在圆孔中插入铜导线，再用环氧树脂封装，环氧固化后用砂纸水磨待测试样品表面至2000# 后，使用硅胶涂抹样品与环氧接触的边沿。
在挤压棒材上利用线切割加工出 Φ10×2 mm的片状试样，然后依次使用400#、800#、1200# 和2000# 的Si C砂纸打磨。把打磨好的样品，放置于装有酒精的烧杯中，超声波清洗5 min后，电吹风吹干备用。实验过程中，将试样浸泡于装有Hank’s溶液的离心管内，置于37 ℃的恒温箱内，模拟材料在人体内的降解行为，试验样品表面积(cm2) 与Hank’s液体体积(m L)的比例为2.5:1，每种合金选取9个平行样。在浸泡过程中，每24h记录一次Hank’s溶液的p H之变化，并更换一次溶液以保持溶液的p H值保持在正常的人体范围内。分别于1、2、3周后，每种合金取出其中3个样品，放入25wt.% 的铬酸中超声清洗3min以除去样品表面腐蚀产物，然后依次使用水和酒精进行清洗，电吹风吹干后用电子天平称重，计算出平均腐蚀速率，并使用扫描电子显微镜观察样品的腐蚀形貌。平均腐蚀速率的计算公式为 :

平均腐蚀速率=(K×W)/(A×T×D) (1)