[发明专利]一种具有低各向异性的低成本变形镁合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有低各向异性的低成本变形镁合金及其制备方法，该合金各组份的重量百分比为锌1.0%~1.6%、锰0.10%~0.25%、铜0.10%~0.26%，其余为镁和不可避免的杂质。与目前已经开发的低锌合金相比，本发明合金具有良好的综合力学性能、各向异性低、低温成型性能得到明显提高，尤其适合于板材类产品的使用需求；而且不含稀土或锆元素，合金成本大大降低，更适合于规模应用。其制备方法熔炼铸造合金成分易于控制、烧损率低。

技术领域

本发明涉及一种镁合金，尤其涉及一种低成本和低各向异性的变形镁合金及其制备方法。

背景技术

镁合金因其具有重量轻、电磁屏蔽性能优良、易于加工和回收等优点，在电子产品、手动工具、交通运输等领域显示了广阔的应用潜力。Mg-Zn系合金是重要的一类商用镁合金，高锌含量的镁合金具有较高的强度，低锌含量的镁合金则具有相对较好的塑性。为了满足板材类产品成型对高塑性的要求，人们开发出了若干低锌含量的Mg-Zn系合金，包括ZM21(1.0~2.5wt%Zn、0.5~1.5 wt%Mn)、ZE10(1.0~1.5 wt%Zn、0.12~0.22 wt%Re)、 ZE20M（1.8～2.4 wt%Zn、0.50～0.9 wt%Mn、0.10～0.6 wt%Ce）、ZC20M（1.5～2.5 wt% Zn、0.20～0.6 wt%Ce、0.30～0.6 wt%Cu）和ZK21（2.0~2.6 wt%Zn、0.45~0.8 wt%Zr），本专利发明人也发明了一种低锌合金，其中含有1.0～2.0 wt%Zn、0.1～0.8 wt%Er、0.10～0.60 wt% Zr）。这些合金具有较好的塑性和强度的配合，适应了部分使用条件下板材产品的性能需求。但是，作为板材类产品的重要性能指标—各向异性和低温成型性能，仍无法满足要求；而且，这些合金中除ZM21外，均含有稀土元素和/或锆元素，增加了合金成本，也成为制约合金应用的一个重要因素。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种低成本低各向异性的变形镁合金，解决各向异性、低温成型性能和降低成本的问题，满足板材类产品的使用需求。

本发明目的是这样实现的：一种低成本低各向异性的变形镁合金，其特征在于其组分的重量百分比为：锌1.0%~1.6%、锰0.10%~0.25%、铜0.10%~0.26%，其余为镁和不可避免的杂质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中添加铜，铜与锌、镁相互作用生成少量Mg-Zn-Cu第二相颗粒，其尺寸在1~2μm，这些粒子可以促进热变形过程中的动态再结晶，并抑制晶粒长大，与Mg-Zn-Mn三元合金相比，起到了显著细化合金动态再结晶晶粒的作用，可以有效提高材料的强度和塑性。

2、本发明中添加铜，改变了合金的热变形行为，降低了变形后合金中基面织构的强度，有益于合金成型性能的提高。

3、本发明在Mg-Zn-Mn三元合金基础上添加铜，塑性、强度得到明显提高；同时，与添加稀土元素相比，加工硬化指数仅有少量下降，因而有益于合金的均匀塑性变形，有利于板材成型。因而，与已有低锌合金相比，合金具有良好的综合力学性能。

4、本发明中添加铜，与添加稀土元素相比，变形在各个方向上的均匀性较好，因而降低了变形材的各向异性。

5、本发明提供的一种低成本低各向异性的变形镁合金，不含稀土或锆元素，与目前已经开发的板材类产品用合金相比，合金成本大大降低，更适合于规模应用。

6、本发明提供的低成本低各向异性的变形镁合金制备方法，熔炼铸造合金成分易于控制、烧损率低。

附图说明

图1（a）（b）是本发明合金和Mg-Zn-Mn三元合金挤压态棒材的金相显微组织照片。