一种可控溶解镁合金丝材及其制备方法

技术特征：
1.一种适用于页岩油气开采、井下施工、地下施工、海底施工的镁合金丝材的制备方法，其中，所述镁合金丝材为mg-al系、mg-mn系、mg-li系和mg-稀土系，mg-al系为mg-al-c-d，其中c为ca、sr、mn、zn元素中的一种或一种以上的任意组合，d为ag、cu、fe、co、ni中的一种；mg-mn系为mg-mn-e-f，e为al、zn、sr元素中的一种或一种以上的任意组合，f为ag、cu、fe、co、ni中的一种；mg-li系为mg-li-g-h，其中g为zn、ca、al、sr和稀土元素中的一种或一种以上的任意组合，h为ag、cu、fe、co、ni中的一种；其中稀土元素为ce、y、la、gd；mg-稀土系为mg-re-i-j，其中re是ce、y、la、gd中的一种或者一种以上的组合，i为zn、ca、al、sr元素中的一种或一种以上的任意组合，j为ag、cu、fe、co、ni中的一种；具体组分的重量百分比含量为：zn为0.05-10.0％，ca为0.01-4.0％，li为1-20.0％，al为0.05-10.0％，ag为0.01-10.0％，cu为0.01-10.0％，mn为0.05-10.0％，fe为0.01-2.0％，co为0.01-2.0％，ni为0.01-8.0％，sr为0.01-2.0％，re为0.05-10.0％，其余为mg；所述制备方法包括如下步骤：(1)预处理：按各成分的含量(重量百分比)称取所需原材料，用砂纸打磨掉金属表面氧化层；(2)熔炼浇铸：将预处理后的原材料放入高纯石墨坩埚中，使用电阻炉加热熔化所述原材料，将熔化后的所述原材料搅拌均匀，保温一定时间后浇铸得到铸锭；(3)均匀化处理：将所述铸锭在一定温度下保温一定时间后冷却；(4)热挤压：将所述铸锭在一定温度下进行热挤压，得到合金棒材；(5)拉拔变形：将挤压后的合金棒材机加工，在所述合金棒材上取出直径6mm的圆棒，拉拔前退火消除所述合金棒材的加工硬化，然后进行室温冷拉拔；(6)拉拔过程中间退火：拉拔过程中产生冷加工硬化，导致丝材容易断裂，根据材料的成形性差异，每2至6道次拉拔后进行一次去应力退火，退火温度为200～400℃；(7)拉拔后退火，退火温度为200～400℃。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(2)的熔炼浇铸过程为，先将高纯镁锭加入到高纯石墨坩埚中熔化，随后在sf6和co2高纯气体保护下逐个加入其他成分，升温到730-750℃，保温15-30min后降温至700-720℃进行浇铸，浇铸模具采用水冷不锈钢模或水冷铜模，熔炼浇铸过程中使用sf6 co2混合气体保护熔体。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(3)的均匀化处理，其保温范围为200-500℃，时间为5-32小时，保温后空冷。4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(4)的热挤压过程为：挤压温度为200-400℃，挤压速度为0.1-8mm/s，挤压比为4-100。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，拉拔前的退火温度为200-400℃，时间为5-30min。6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述拉拔过程为：拉拔温度为室温，拉拔速度为1-10m/min，每2至6道次拉拔(变形量30-60％时)后进行一次去应力退火，保温温度为200-380℃，保温时间为10-30min。7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(7)拉拔后退火的退火温度为200～300
℃，退火时间20～50min。8.一种适用于页岩油气开采、井下施工、地下施工、海底施工的镁合金丝材，其中，所述镁合金丝材为mg-al系、mg-mn系、mg-li系(mg-li-g-h)和mg-稀土系(mg-稀土-i-j)，mg-al系为mg-al-c-d，其中c为ca、sr、mn、zn元素中的一种或一种以上的任意组合，d为ag、cu、fe、co、ni中的一种；mg-mn系为mg-mn-e-f，e为al、zn、sr元素中的一种或一种以上的任意组合，f为ag、cu、fe、co、ni中的一种，mg-li系为mg-li-g-h，其中g为zn、ca、al、sr和稀土(ce、y、la、gd)元素中的一种或一种以上的任意组合，h为ag、cu、fe、co、ni中的一种；mg-稀土系为mg-re-i-j，其中re是ce、y、la、gd中的一种或者一种以上的组合，i为zn、ca、al、sr元素中的一种或一种以上的任意组合，j为ag、cu、fe、co、ni中的一种；具体成分的重量百分比含量为：zn为0.05-10.0％，ca为0.01-4.0％，li为1-20.0％，ag为0.01-10.0％，al为0.05-10.0％，cu为0.01-10.0％，mn为0.05-10.0％，fe为0.01-2.0％，co为0.01-2.0％，ni为0.01-8.0％，sr为0.01-2.0％，re为0.05-10.0％，其余为mg。9.根据权利要求8所述的镁合金丝材，其中，所述镁合金丝材的直径范围为0.1-5mm。10.根据权利要求8的镁合金丝材的应用，其中，所述镁合金丝材的使用环境为井下矿化度1000至30000，温度在40-200℃间。

技术总结
本发明涉及一种适用于页岩油气开采、井下施工、地下施工、海底施工的镁合金丝材的制备方法，其中，所述镁合金丝材为Mg-Al系、Mg-Mn系、Mg-Li系和Mg-稀土系，所述制备方法包括如下步骤：(1)预处理：按各成分的含量(重量百分比)称取所需原材料，用砂纸打磨掉金属表面氧化层；(2)熔炼浇铸；(3)均匀化处理：将所述铸锭在一定温度下保温一定时间后冷却；(4)热挤压：将所述铸锭在一定温度下进行热挤压，得到合金棒材；(5)拉拔变形：将挤压后的合金棒材机加工，取出直径6mm的圆棒，拉拔前退火，然后进行室温冷拉拔；(6)拉拔过程中间退火：每2至6道次拉拔后进行一次去应力退火，退火温度为200～400℃；(7)拉拔后退火，退火温度为200～400℃。退火温度为200～400℃。退火温度为200～400℃。


技术研发人员：李宏祥 孙宗敏 张济山 王庆慧 袁颖宏
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：2022.08.31
技术公布日：2022/11/11