[发明专利]一种高塑性变形镁合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于镁合金技术领域，具体是涉及一种高塑性变形镁合金及其制备方法。

背景技术

镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料，具有密度小、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、电磁屏蔽效果好等优点，在汽车、摩托车、电子信息、轨道交通、航空航天等领域具有很大的应用潜力。但目前大多数镁合金的绝对强度仍然较低，限制了镁合金在众多受力结构件上的应用。特别是镁是密排六方晶体结构，其室温塑性变形能力较差，这极大的限制了镁合金变形材，如板带、管材、型材和锻件的生产和应用。晶粒细化是提高镁合金力学性能和改善镁合金塑性变形能力的有效方法。Zr元素对纯镁有明显的晶粒细化作用，在纯镁液中加入很少量的锆，就可大大提高纯镁的形核率，起到细化晶粒的作用。但Zr与Al元素会形成稳定的Al₃Zr化合物，由于Al₃Zr的体心正方形晶体结构与镁的密排六方晶体结构完全不同，且二者的晶格常数相差很大，导致Al₃Zr不能作为镁晶粒的异质形核核心起到晶粒细化作用。但目前常用的变形镁合金，如AZ31B、AZ61A和AZ80A等都含有Al元素，因此，解决含铝变形镁合金的晶粒细化问题，通过晶粒细化来提高镁合金力学性能和改善镁合金塑性变形能力具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种强度高、塑性好的高塑性变形镁合金及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的高塑性变形镁合金，其特点是由以下成分及质量百分比组成：Al 3.5～5.5%，Zn 0.5～1.5%，Mn 0.2～0.5%，Zr 0.005～0.025%，C 0.0005～0.0025%，B 0.0005～0.0025%，Si ≤0.1%，余量为Mg和不可避免的杂质，杂质单个≤0.05%，总量≤0.3%。

优选的，本发明所述的高塑性变形镁合金，由以下成分及质量百分比组成：Al 4.5%，Zn 1.0%，Mn 0.4%，Zr 0.015%，C 0.0015%，B 0.0015%，Si ≤0.1%，余量为Mg和不可避免的杂质，杂质单个≤0.05%，总量≤0.3%。

本发明所述的高塑性变形镁合金的制备方法，其特点是包括以下步骤：

第一步：选用工业镁锭、铝锭、锌锭、Mg-20Mn合金和Al-5Zr-0.5C-0.5B合金为原材料；

第二步：在气体保护和700～760℃条件下加热熔化工业镁锭，然后加入占原材料总重量为3～5.4%的铝锭、0.5～1.5%的锌锭和1～2.5%的Mg-20Mn合金，搅拌熔化成镁合金液；

第三步：对镁合金液进行精炼除气除杂，再加入占原材料总重量为0.1～0.5%的Al-5Zr-0.5C-0.5B合金进行细化处理，搅拌使镁合金液的成分均匀；

第四步：在680～740℃条件下将镁合金液铸造成镁合金，得到高塑性变形镁合金。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明高塑性变形镁合金的室温抗拉强度大于250MPa，屈服强度大于220MPa，伸长率大于10%，具有强度高、塑性好的优点，适合于轧制、挤压、锻造等各种塑性成形加工工艺，可加工成板带、棒材、管材、型材和锻件等产品，具有广阔的市场应用前景。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明作进一步的详细说明。

本发明所述的高塑性变形镁合金，由以下成分及质量百分比组成：Al 3.5～5.5%，Zn 0.5～1.5%，Mn 0.2～0.5%，Zr 0.005～0.025%，C 0.0005～0.0025%，B 0.0005～0.0025%，Si ≤0.1%，余量为Mg和不可避免的杂质，杂质单个≤0.05%，总量≤0.3%。

优选的，所述高塑性变形镁合金的成分及质量百分比组成为：Al 4.5%，Zn 1.0%，Mn 0.4%，Zr 0.015%，C 0.0015%，B 0.0015%，Si ≤0.1%，余量为Mg和不可避免的杂质，杂质单个≤0.05%，总量≤0.3%。