[发明专利]一种抗冲击抗蠕变镁合金结构件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业用镁合金技术领域，具体涉及一种抗冲击抗蠕变镁合金结构件及其制备方法。

背景技术

镁合金由于具有较小的密度(是实用结构金属中密度最小的一种)使其在许多场合具有十分显著的优势。特别是在航空、航天、以及汽车、摩托车、高速/轻轨列车等交通工具轻量化方面具有难以替代的优势。构件的密度小可以节省能源，在高速运动的场合还具有惯性小的优势，这对于交通工具的启动和制动具有显著作用。

镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是:密度小，比强度高，比弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。

AM50B或AM60B镁合金是目前应用最广泛、生产及使用量也最大的镁合金。该镁合金的突出特点是具有优异的压铸工艺性能、较高的综合力学性能并且成本较低，这是该合金获得广泛应用的主要原因。但是该合金都具有一个缺点，就是在120℃以上温度的屈服强度显著下降、抗蠕变性能特别低。制约着镁合金在自动变速箱、曲轴箱、齿轮室盖、油底壳等汽车重要部件上的应用。

在现有技术中，镁合金的成分倾向于复杂的成分组成用于制备性能优良的工业用镁合金，抗冲击抗蠕变的工业用镁合金存在制作成本较高，并且工艺较为复杂，压铸工艺性能改变等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抗冲击抗蠕变镁合金结构件及其制备方法，解决了抗冲击抗蠕变镁合金成本高、抗蠕变抗冲击性能改变较小以及压铸工艺改变的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种抗冲击抗蠕变镁合金结构件，镁合金结构件的锑含量为0.50-3.0wt％。

进一步地，所述镁合金结构件由AM50B镁合金或AM60B镁合金与镁-锑中间合金高温压铸而成。

进一步地，所述镁-锑中间合金的锑含量为20-50wt％。

基础镁合金采用应用广泛的AM50B镁合金或AM60B镁合金，这两种镁合金的市场应用范围广、成本低，在基础镁合金中添加镁-锑中间合金，制备得到的镁合金结构件的抗冲击以及抗蠕变性能十分优良，且成本相较而言改变较小，也属于低成本的抗冲击抗蠕变镁合金。

锑在镁合金中的添加较少，且锑添加在镁-锑中间合金中，锑在镁合金结构件中的整体含量也较低且外层还裹覆基础镁合金，因此锑几乎不会接触带外界，能有效隔绝锑的高毒性带来的安全隐患，提高镁合金结构件的安全性能。

镁是航空工业的重要材料，镁合金用于制造飞机机身、发动机零件等；镁还用来制造照相和光学仪器等；镁及其合金的非结构应用也很广；镁作为一种强还原剂，还用于钛、锆、铍、铀和铪等的生产中。纯镁的强度小，但镁合金是良好的轻型结构材料，广泛用于空间技术、航空、汽车和仪表等工业部门。一架超音速飞机约有5％的镁合金构件，一枚导弹一般消耗100～200公斤镁合金。镁是其他合金(特别是铝合金)的主要组元，它与其他元素配合能使铝合金热处理强化；球墨铸铁用镁作球化剂；而有些金属(如钛和锆)生产又用镁作还原剂；镁是燃烧弹弹，照明弹和闪光弹不能缺少的组成物；镁粉是节日烟花必需的原料；镁是核工业上的结构材料或包装材料；镁肥能促使植物对磷的吸收利用，缺镁植物则生长趋于停滞。镁在人民生活中占有重要地位的一种基础材料。与塑料相比，镁合金具有重量轻、比强度高、减振性好、热疲劳性能好、不易老化，又有良好的导热性、电磁屏蔽能力强、非常好的压铸工艺性能，尤其易于回收等优点，是替代钢铁、铝合金和工程塑料的新一代高性能结构材料。为适应电子、通讯器件高度集成化和轻薄小型化的发展趋势，镁合金是交通、电子信息、通讯、计算机、声像器材、手提工具、电机、林业、纺织、核动力装置等产品外壳的理想材料。发达国家非常重视镁合金开发与应用，尤其在汽车零部件、笔记本电脑等便携电子产品的应用，每年以20％的速度增长，非常引人注目，发展趋势惊人。金属镁是铝合金中的主要合金元素，世界年需求量在15万吨左右，2000年中国铝合金生产290万吨，用镁作合金元素，每年约需1.01万吨。