[发明专利]一种低成本高塑性变形镁合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料领域，特别是涉及一种强度和韧性兼备的低成本高塑性变形镁合金及其制备方法。

背景技术

镁合金有着密度小、比强度高、具有优良的电磁屏蔽性能，以及良好的阻尼性能等优点，并且我国镁资源丰富。在能源越来越少的今天，人们更加迫切的希望大规模的应用密度较小的镁合金取代密度较高的结构材料，以达到节能减排的作用，因此，对轻量化的追求使得镁合金成为了研究的热点。但是现有的成熟的商用镁合金品类并不是很多，由于561℃共晶温度时锡在镁中的固溶度为14.48%，而到了室温其固溶度仅有不到1.00%，有一个很大的固溶度变化范围，有可能利用固溶度随温度的变化使起到析出第二相起到弥散强化的作用，所以近年来镁锡体系引起了广大研究者的关注。

王慧远等人在中国专利“一种高塑性镁合金及其制备方法”（公开号为：CN101985714A）中公开了一种镁锡铝锶锰多元的变形镁合金，该专利是利用铸轧或者传统的铸造再变形的加工工艺制备出具有高塑性的镁锡铝锰锶变形镁合金。其含质量百分比0.10%～3.00%的锡、0.10%～6.00%的铝、0.01%～2.00%的锰以及0.001%～2.00%的锶。该合金中，锡的加入量较大，由于锡的价格比常规的铝等合金化元素高，导致合金成本增高。该项目中，锶的添加对合金性能的影响并不明显，反而会增加成本；另外，锶元素具有很高的活性，在空气中极易燃烧，所以添加到镁合金中很容易导致合金在熔炼过程中的烧损，不利于成分的控制。

发明内容

本发明提供一种变形镁合金及其制备方法，目的是在保证其具有高塑性的同时，降低合金成本，防止熔炼过程中的烧损。

本发明所涉及的低成本的变形镁合金原料组分及质量百分含量为：锡：0.10%～1.00%；铝：0.10%～3.00%；锰：0.10%～1.00%；其余为工业纯镁和不可避免的杂质。所述工业纯镁、工业纯铝以及工业纯锡纯度都在99%以上；锰是以4%的镁锰中间合金的形式添加。

较优的选择是，铝为质量百分含量1.00%，锡为质量百分含量1.00%，锰为质量百分含量0.30%。

其制备步骤如下：

1）熔炼铸锭：根据组分称取原料，在保护气的保护下，先对纯镁和纯铝在720℃到740℃之间进行熔炼待全部融化之后并上升到740℃，温度稳定之后加入预热至150℃的锡和预热至300～400℃的镁锰中间合金，加入精炼剂充分搅拌3-6分钟，并在720℃静置10～20分钟，并打掉表面的浮渣，在预热至250～350℃的铁模660℃的条件下浇注。

2）均匀化处理：将步骤1)所制备的镁锭用石墨覆盖，在410～500℃的条件下均匀化处理24小时，然后水淬，得到均匀化处理的试样。

3）挤压：将步骤2)所均匀化处理后的镁锭，车皮之后在250～350℃下预热2小时，涂覆上镁合金润滑剂，挤压比为20:1～80:1，挤压速度为0.50～3.00m/min，在250～350℃下进行挤压，制备出型材；或将步骤1)的镁锭，车皮之后在250～350℃下预热2小时，涂覆上镁合金润滑剂，在250～350℃下进行挤压（最好控制在300℃）；挤压比为20:1～80:1，挤压速度为0.50～3.00m/min。