[发明专利]镁－锌－稀土－锆类镁基合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及镁-锌-稀土-锆类镁基合金及其制备方法，特别是涉及镁-3wt％锌-3wt％稀土类合金中添加锆的镁基合金及其制备方法。

背景技术

镁-锌-稀土-锆类镁基合金(Mg-Zn-RE-Zr)是由镁-锌-稀土(Mg-Zn-RE)系和镁-锌-锆(Mg-Zn-Zr)系两个合金体系组合而成，属于Mg-Zn-RE和Mg-Zn-Zr系的交叉体系。Mg-Zn-RE-Zr系镁基合金在航空航天材料领域内有着重要应用；诸如中国牌号的MB25 [Mg-(5.3～5.6wt％)Zn-(0.8～1.7wt％)Y-(0.43～0.59wt％)Zr]镁合金、用富钇混合稀土(MY)替代MB25合金中的纯钇(Y)得到的MB26[Mg-(5.4wt％～5.8wt％)Zn-(1.0wt％～1.65wt％)MY-(0.48wt％～0.66wt％)Zr]镁合金、MB22镁合金[Mg-(1.2wt％～1.6wt％)Zn-(2.9wt％～3.5wt％)Y-(0.45wt％～0.8wt.％)Zr]。

显然，MB25或MB26与MB22镁合金中Zn含量分布的2wt％～5wt％之间存在空白；中等Zn含量和中等稀土含量，诸如含有3wt％或4wt％Zn、3wt％或4wt％稀土，可以填补该空白，也可为工业上选择加工镁合金品种或选择合适性/价比镁合金提供更多的选择空间和便利。

2007年7月中国专利局公开了题为“一种高强高韧可焊变形稀土镁合金”的200610172788.X号专利，该发明申请保护Mg-(5.5wt％～6.4wt％)Zn-(0.7wt％～1.7wt％)MY-(0.45wt％-0.8wt％)Zr体系。该发明优点在于：在挤压态下，获得室温平均抗拉强度340MPa以上，延伸率14％的高强高韧可焊变形镁稀土合金；并且这种新合金中的稀土为成本低廉的富钇混合稀土(MY)。该发明切入点、组成偏重于对中国牌号的MB26镁合金[Mg-(5.4wt％～5.8wt％)Zn-(1.0wt％～1.65wt％)MY-(0.48wt％～0.66wt％)Zr]的改进。显然，该发明Zn和稀土的含量与本发明的3wt％锌和3wt％稀土数量差异较大、导致在设计合金热加工和用途等方面有较大差异性；不构成对本发明新颖性限制。

2007年10月中国专利200710022216.8号，公开了题为“一种高强度高塑性变形镁合金及其制备方法”的专利，该发明申请保护Mg-(4.5wt％～5.5wt％)Zn-(0.5wt％～2.5wt％)Ce-(0.01wt％-0.2wt％)Ti体系。该发明主要是在镁-锌-锆合金基础上、通过将ZK60合金中的Zn含量略微降低；并加入稀土元素铈和用金属钛替代金属锆，解决ZK60合金在挤出过程中“闷车”等问题。该发明优点在于：在挤压态下，获得新合金室温平均抗拉强度360MPa，屈服强度245MPa，断后延伸率7％；150℃时平均抗拉强度250MPa，断后延伸率大于11％。用稀土Ce替代Zr后，不但降低成本，而且使难加工的ZK60合金在普通挤出机上很容易挤出和获得性能良好的产品。该发明Zn和稀土含量与本发明的3wt％锌和3wt％稀土数量差异较大、也导致在合金设计、热加工和用途等方面具有显著差别；不构成对本发明新颖性限制。

2007年，美国专利商标局和中国专利局公开了日本发明家河村能人(Kawamura；Yoshihito)等的多项镁-锌-稀上系合金专利。包括：①2007年5月美国专利商标局公开的题为“高强高韧镁合金及其制备方法”的20070102072号发明专利、②2007年6月美国专利商标局公开的题为“高强高韧镁合金及其生产方法”的20070125464号专利、③2007年7月美国专利商标局公开的题为“高强高韧镁合金及其生产方法”的20070169859号专利、④2007年8月中国专利局公开的题为“高强度高韧性金属及其制造方法”的200580032675.3号发明专利、⑤2007年9月美国专利商标局公开的题为“镁合金”的20070204936号专利。上述5项专利的共同特点为：