[发明专利]一种高伸长率的强韧镁合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金，特别涉及一种MgAlMn系高塑性的镁合金。

背景技术

随着科技的发展，以汽车为代表的交通工具需要通过减轻车身的重量，来进一步研发燃料利用率更高的新产品。在汽车制造业中，镁合金作为一种新型的轻质金属材料，被汽车制造厂家用来替代传统的铸铁，以实现减轻车身重量的目的。

目前，国产MgAlMn系压铸镁合金牌号有YM202、YM203、YM204、YM205；美国标准ASTM B的MgAlMn系压铸镁合金牌号有AM50A、AM60A、AM60B；日本标准JIS H的MgAlMn系压铸镁合金牌号有MDC2B、MDC4、MDC5；欧洲标准EN的MgAlMn系压铸镁合金牌号有EN-MC21210、EN-MC21220、EN-MC21230。这些牌号的合金流动性、力学性能、压铸性能都十分优良，被广泛用于金属型铸造、精密铸造、低压铸造、压铸、半固态铸造、砂型铸造等铸造形式，最常用的是用来低压铸造或压铸汽车、摩托车轮毂零件，其伸长率可达8-10％。另外，MgAlMn系镁合金也能用于变形镁合金方向。

在实现本发明的过程中发明人发现现有技术至少存在以下问题：用于制造交通工具上轮毂零件的镁合金，除了要求具有良好的抗拉强度外，更希望其具有良好的伸长率，伸长率是衡量金属材料塑性的指标，是指金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致破裂的能力，伸长率越高，表明金属材料的塑性越好。铸件的伸长率越高，表明其塑性越好，意味着汽车的安全性好。

因而，本领域急需一种力学性能优良、能适用于铸造和轧制变形的镁合金。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种高伸长率的强韧铸造镁合金。所述技术方案如下：

一种高伸长率的强韧镁合金，所述镁合金由Mg、Al、Mn、稀土、Nb、Co组成，其重量百分组成为Al1.5-25％、Mn0.1-2％、稀土0.0002-16％、Nb0.0002-4％、Co0.0002-2％，其余为Mg。

其中，所述稀土为Gd、Y、Sc、Sm、Pr、Yb、Nd、La、Ce、Tb、Dy、Ho及Er中的至少一种。

优选，所述稀土为Gd或Gd与Y、Sc、Sm、Pr、Yb、Nd、La、Ce、Tb、Dy、Ho及Er中的至少一种。

优选，其重量百分组成为Al1.6-6.5％、Mn0.13-0.7％、Gd0.1-2％、Nb0.05-1％、Co0.01-1％，其余为Mg。

更有选，其重量百分组成为Al4.4-6.5％、Mn0.2-0.6％、Gd0.1-0.8％、Nb0.05-0.6％、Co0.2-0.9％，其余为Mg。

最优选，其重量百分组成为Al5％、Mn0.4％、Gd0.5％、Nb0.3％、Co0.6％，其余为Mg。

其中，所述Nb通过AlNb中间合金或NbAl中间合金的形式加入所述镁合金，所述Co通过AlCo中间合金的形式加入所述镁合金。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明通过在MgAlMn系镁合金中添加稀土元素、Nb元素，特别是Co元素，能提高了镁合金的塑性(伸长率)，得到了一种具有优良机械加工性、流动性、抗拉强度良好的强韧镁合金。Nb元素加入，还能提高镁合金的热稳定性。本发明铸件经T6热处理后，试样伸长率可达20％。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供的镁合金的制作工艺、热处理方法说明如下：

1、本发明实施例提供的镁合金可通过以下三种熔炼工艺制作：

工艺一：按照本发明实施例提供的镁合金组成和含量计算并准备好所需量的原材料，在电阻炉中加入镁锭、铝锭、MgMn中间合金、AlNb中间合金或NbAl中间合金、AlCo中间合金，给所用电阻炉升温，当加入的上述金属快熔化时采用气体保护或者镁合金覆盖剂保护。升温到720℃-780℃时加入MgRE中间合金(如MgGd、MgY、MgNd等)或AlRE中间合金，并搅拌，在720℃-780℃静置保温30分钟，得合金液。用所得合金液浇一小块样品，检测其熔炼质量，如：按照气体含量检查方法进行气体含量检查，如果质量较差，需进行精炼处理；如果质量合格，将所述合金液调温到700℃-740℃扒渣，然后进行浇注，即得到本发明合金的铸件或准备用于轧制的铸块。