[发明专利]一种获得非枝晶组织的镁合金及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种半固态非枝晶组织的合金及其制备方法，半固态成型是金属材料近净成型的一种方法，因此属于新材料及其成型技术领域。

背景技术

半固态成型具有液相铸造和固态塑性成型的优点，如具有一定的流动性、飞溅小、体积收缩小、晶粒较细小均匀、变形抗力小，组织均匀、成分偏析小、致密性高、力学性能好、零件尺寸精度高和生产效率高等特点，被称为21世纪新兴的最具发展前途的金属精密成型关键技术之一。同传统的铸造方法相比，半固态成型方法具有节能高效、金属收缩小，气孔率低，偏析轻，组织均匀细小的优点，而且半固态成型制备的零件尺寸精度高，产品力学性能优异。同锻造成型方法相比，半固态成型具有模具使用寿命高，金属流变性能好，金属变形抗力小，坯料的成型性好的优点。因此，自从20世纪70年代初Flemings等人发现金属的非枝晶组织具有特殊的流变性与触变性以来，半固态成型技术得到了迅速发展。获得均匀、细小的非枝晶组织，是半固态金属成型技术的基础与关键。

镁合金具有密度低，比强度、比刚度高，尺寸稳定性好，电磁屏蔽性好等优点，作为节能、减排、降噪和环保产品，其应用前景非常广阔。但是，目前应用较广的镁合金成型方法为液态金属直接压铸成型方法，这种方法容易产生气孔和疏松等缺陷，影响产品的力学性能和耐腐蚀性能。此外由于镁的化学性比较活泼，因此熔炼过程和常规铸造条件下极易氧化燃烧，而采用半固态技术成型，液相比例小又可进行低温作业，氧化燃烧的危险性明显减少，为解决这一难题提供了条件。

半固态成型的关键是非枝晶组织的获得，采用机械搅拌、电磁搅拌、多角度振动、近液相线浇注和等温处理，可以实现了树枝晶的非枝晶化。对于镁合金，等温处理是在半固态成型前，将材料加热到固液两相区，经过一段时间保温后获得非枝晶组织，再进行压力成型的一种方法。等温温度高，等温后是否能狗获得非枝晶组织，必须经过前期的大量实验数据予以保证。

本发明涉及一种低于固液相线获得非枝晶组织的方法及合金成分，可保证非枝晶组织的获得和避免初生相在固液两相区长大现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种经固溶和时效处理后即可获得非枝晶组织的一种镁合金成分和处理工艺。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种获得非枝晶组织的镁合金，其特征在于：该镁合金经过固溶失效处理后获得非枝晶组织的合金成分组成包括以重量百分数计，Mg含量85.25%～94%，Zn含量6%～13%。

该镁合金经过固溶失效处理后获得非枝晶组织的合金成分组成包括以重量百分数计，Mg含量85.25%～94%， Zn含量6%～13%，Ca含量0%～1.75%。

该镁合金经过固溶失效处理后获得非枝晶组织的合金成分组成包括以重量百分数计，该合金的最佳值：Mg含量86%～91%， Zn含量8%～13%，Ca含量1%。

以重量百分数计，Mg含量85.25%～94%，Zn含量6%～13%，采用370~380℃固溶20h，180℃时效48~96h，即可获得镁合金非枝晶组织。

以重量百分数计，Mg含量85.25%～94%，Zn含量6%～13%，Ca含量0%～1.75%，采用370~380℃固溶20h，180℃时效1~120h，即可获得镁合金非枝晶组织。

以重量百分数计，Mg含量85.25%～94%，Zn含量6%～13%，Ca含量等于1%时，采用370~380℃固溶20h，180℃等温时间不大于24h，即可获得镁合金非枝晶组织。

以重量百分数计，Mg含量85.25%～94%，Zn含量6%～13%，Ca含量0%～1.75%且不等于1%时，采用370~380℃固溶20h，180℃最高时效时间大于24h，小于120h，即可获得镁合金非枝晶组织。时效时间越长，α-Mg相越圆整。

附图说明：

图1为本发明实施例1的镁合金非枝晶组织在光学显微镜下的照片；

图2为本发明实施例5的镁合金非枝晶组织在光学显微镜下的照片。

具体实施方式：

本发明的实施例采用电阻炉熔炼合金，合金成分为Mg含量在85.25%～94%之间；Zn含量在6%～13%之间；Ca含量在0%～1.75%之间。采用370~380℃固溶20h，根据合金成分经180℃时效不同时间，获得非枝晶组织。

实施例1：

Mg12Zn, 采用370~380℃固溶20h，180℃时效56h。

实施例2：