[发明专利]一种抗冲击的镁锂合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抗冲击的镁锂合金及其制备方法，该镁锂合金的组成成分及其质量百分含量为：Li：3‑9wt.％，Gd：6‑9wt.％，Al：3‑6wt.％，Mn：1‑2wt.％，余量为Mg以及不可避免的杂质元素。其制备方法主要包括铸造、均匀化处理和热挤压加工。本发明通过向镁锂合金中加入特定的合金化元素Al、Gd和Mn，再通过真空铸造和热挤压加工，在镁锂合金中形成了一种新型强化相Mg₂₉Al₃Gd₄，该强化相能够显著增强超轻镁锂合金的抗冲击特性，从而获得密度为1.3‑1.6g/cm³，在800s^‑1‑3000s^‑1冲击载荷作用下的抗压强度为280‑330MPa，断裂应变为60％‑80％的镁锂合金。

技术领域

本发明涉及一种合金及其制备方法，尤其涉及一种抗冲击的镁锂合金及其制备方法，属于合金技术领域。

背景技术

作为最轻的金属结构材料，镁锂合金不仅具有高的比强度和比刚度，而且还具有减震抗噪、电子屏蔽以及抗高能粒子穿透等特点。近年来，凭借着独特的性能优势，镁锂合金在航空航天、武器装备、电子3C等领域中的应用范围不断扩大，服役环境也在不断发生改变。该合金在实际应用过程中难免会受到外界物体的高速撞击(即冲击载荷作用)。因此，亟需研制出一种抗冲击的超轻镁锂合金。

现有技术中关于镁锂合金的报道很多，如中国发明专利(公开号：CN103290284A)公开了一种高强度镁锂合金及其制备方法，该专利通过添加特定组成的RY、Zn等合金化元素形成金属间化合物来强化合金，制得的镁锂合金在室温下抗拉强度为220-260MPa，延伸率为15-25％。又如中国发明专利(公开号：CN103290286A)公开了一种铸态高强韧镁锂合金及其制备方法，该专利中通过复合添加Y和Nd两种元素提高镁锂合金的强度，制得的镁锂合金抗拉强度为215-255MPa，延伸率为12-17％。又如中国发明专利(公开号：106811640A)公开了一种新型超轻高强高塑镁锂合金及其制备方法，该专利通过合理选择合金元素，将长周期结构相引入高Li含量镁锂合金基体中，制备出抗拉强度为180-320MPa、延伸率大于40％、密度为1.1-1.6g/cm³的镁锂合金。这些镁锂合金虽然均具备高强度、低密度的特点，但均没有抗冲击性的研究报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种抗冲击的镁锂合金。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种抗冲击的镁锂合金，所述镁锂合金的组成成分及其质量百分含量为：Li：3-9wt.％，Gd：6-9wt.％，Al：3-6wt.％，Mn：1-2wt.％，余量为Mg以及不可避免的杂质元素；其中，不可避免杂质元素主要为Fe、Cu、Si等，总量≤0.03％。

本发明另一个目的在于提供上述抗冲击的镁锂合金的制备方法，所述制备方法主要包括铸造、均匀化处理和热挤压加工；

其中，所述热挤压加工的挤压温度为250-300℃，挤压速率为1.0-1.5m/min，挤压比为18％-26％。

在上述的一种抗冲击的镁锂合金的制备方法中，所述铸造是以纯Mg、纯Li、纯Al、纯Mn以及Mg-Gd中间合金为原料，按照镁锂合金的质量百分含量混合，在惰性气体的保护下进行真空熔炼得到合金液，再浇铸到模具中冷却得到铸态镁锂合金。

在上述的一种抗冲击的镁锂合金的制备方法中，所述真空熔炼的温度为680℃-750℃。

在上述的一种抗冲击的镁锂合金的制备方法中，所述均匀化处理的均匀化温度为200℃-240℃，保温时间为8-10小时，冷却方式为水冷或空冷。