[发明专利]一种镁铝合金及其制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种具有良好综合力学性能的镁铝合金及其制备方法，具体涉及一种含铅、锡、锆、锶、锰的镁铝合金，属于镁合金技术领域。

二、背景技术

镁铝合金因其具有比强度及比刚度高的性能特点，普遍应用于工业产品制造中。但是现有普通镁合金如AZ91的塑性、韧性不能满足广泛应用的要求。

目前有一些对镁铝合金的研究：

03113528.5涉及镁铝锌合金和塑性成形技术，具体是指一种含稀土的镁铝锌合金及其相应的制备方法。该材料的组分及其质量百分比含量为：2.0～6.0％铝，0.3～1.5％锌，0.3～0.6％锰，0.1～0.5％稀土，其余为镁和不可避免的微量杂质。该制备方法获得的镁合金的室温抗拉强度在260MPa以上，常温延伸率在45％以上。这种材料的力学性能必须通过较高温度的挤压和随后的热处理实现，生产成本高，工序多，零件受到挤压方式的限制。

不少专利解决提高镁铝锌合金铸态力学性能的问题。如200410017862.1提出一种高强度高塑性Mg-Al基镁合金，合金包含的各成分及其重量百分比为：3.0-9.0％Al，0.2-1.0％Zn，0.01-0.2％Ti，0.1-0.4％Mn，杂质元素小于0.02％，其余为Mg。该发明的镁合金的抗拉强度为230MPa、延伸率为15％。但抗拉强度不很高。200610096511.3提供一种含稀土镁铝合金及其熔炼工艺，该合金中Al：1～6Wt％，Zn：0.6～2Wt％，Ce：0.1～2Wt％，Fe：≤0.010Wt％，Ni：＜0.001Wt％；生产出质量优良、杂质含量低、铸态晶粒细小的含稀土镁铝合金。200610085353.1提出一种镁铝合金，其组成为含有以下质量百分数的元素：Al：10-11.5；Mn：0.1-1.0；0.1-0.8；Ce：0.1-0.8；Pr：0.05-0.3；Zn：0.1-0.5；Sr：0.2-1.5；该发明的镁合金的抗拉强度为260MPa、延伸率为8％，冲击韧性为4J。200710035204.9提供一种含稀土的镁铝锌锰合金及其制备方法。各组份及其重量百分比为：Al：8～11，Zn 0.8～1.0，Mn 0.1～0.3；Er 0.15～3.0或Sm 0.1～1.0；0＜Fe≤0.01，余为Mg。含稀土镁铝锌锰合金。铸态合金的硬度HB超过60，室温抗拉强度σb超过200MPa，伸长率δ超过3％。可以看出，这些专利都是在镁铝或镁铝锌合金的基础上，添加一些稀有元素或稀土元素如Ti、Ni、Ce、Pr、Er、Sm、La等，并且综合力学性能也不高。

三、发明内容

解决问题：

本发明针对现有技术存在的缺陷，提供一种具有良好综合力学性能的镁铝合金，该合金避开使用大量的稀贵元素，合金生产成本较低。

本发明的另外还提供上述镁合金的制备方法，生产制备工艺简单，适于工业化生产。

技术方案：

一种镁铝合金，合金成分的质量百分含量为：7～10％Al，0.5～2％Zn，0.5～3％Sn，0.05～3.5％Pb，其余为Mg。

其中，合金中还含有质量百分含量为0.01～1.5％的Zr元素。

其中，在Mg、Al、Zn、Sn、Pb合金中还含有质量百分含量为0.01～1.5％的Zr元素；以及在Mg、Al、Zn、Sn、Pb、Zr合金中含有质量百分含量为0.01～1.5％的Sr元素。

其中，在Mg、Al、Zn、Sn、Pb合金中还含有质量百分含量为0.01～3％的Mn元素；以及在合金Mg、Al、Zn、Sn、Pb、Zr合金中含有质量百分含量为0.01～3％的Mn元素。

一种镁铝合金的制备方法，制备步骤为：

按照质量百分含量为7～10％Al，0.5～2％Zn，0.5～3％Sn，0.05～3.5％Pb，其余为Mg的合金成分配比进行配料，将上述配好的纯Al锭、Mg锭、纯Sn条、纯Pb块、Zn锭在N₂/CO₂/SF₆混合保护气氛中一起加热熔化，混合保护气氛中N₂、CO₂和SF₆的体积比为8∶16∶76。当温度升至700～725℃时，保温4～8分钟后冷却得到韧性镁合金。

在合金制备过程中还添加质量百分含量为0.01～1.5％的Zr元素；

在合金制备过程中还添加质量百分含量为0.01～1.5％的Sr元素；

在合金制备过程中还添加质量百分含量为0.01～3％的Mn元素；