[发明专利]一种高强度高塑性镁锌锰钆镁合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度高塑性镁锌锰钆镁合金及其制备方法，属于镁合金生产技术领域，按质量百分比计，所述镁合金包括如下组分：Zn：5.0‑7.0％；Mn：0.5‑1.5％；Gd：1.0‑8.0％；不可避免杂质≤0.15％；其余为镁。该镁合金不但具有较高的强度，还具有较高的塑性，其抗拉强度为316‑373MPa，屈服强度为234‑333MPa，延伸率为11.8‑18％。通过熔炼和塑性加工而成，制备工艺简单，可采用常规化的铸锭制备手段冶炼，具有工业使用价值，打破了高性能镁合金制备工艺复杂、制备条件苛刻的限制，在现有的工业条件就能直接生产出高性能镁合金。

技术领域

本发明属于镁合金生产技术领域，具体涉及一种高强度高塑性镁锌锰钆镁合金及其制备方法。

背景技术

镁合金作为目前密度最小的金属结构材料，具有比强度、比刚度高，阻尼性能好，易于切削加工等优点，广泛应用于汽车、电子、航天航空和国防军事工业等领域。特别是密度低这一特性，在汽车轻量化这一新兴领域具有广泛的应用前景，不仅能够降低汽车的重量，同时还能够降低能源消耗和排放，对于节能减排具有重大的意义。

镁合金分为变形镁合金和铸造镁合金两大类，与铸造镁合金相比，变形镁合金具有更优良的综合力学性能，因此对变形镁合金的研究就尤为重要。目前的商用变形镁合金还是主要以Mg-Zn和Mg-Al为主，但是其室温强度不高、塑性变形困难这一特点限制了镁合金在工业中的进一步应用。专利200710078329.X公开了一种高含锌量的镁-锌-锰系镁合金，价格低廉，但抗拉强度低于ZK60。专利CN106148785A公开了一种室温高延展性变形镁合金及其制备方法，该镁合金室温延展性达到了30-50％，但是其拉伸屈服强度在110MPa左右，远远不能满足工业应用的要求，因此，急需一种高强度高塑性镁合金及其制备方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种高强度高塑性镁锌锰钆镁合金，目的之二在于提供一种高强度高塑性镁锌锰钆镁合金的制备方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种高强度高塑性镁锌锰钆镁合金，按质量百分比计，所述镁合金包括如下组分：Zn：5.0-7.0％；Mn：0.5-1.5％；Gd：1.0-8.0％；不可避免杂质≤0.15％；其余为镁。

进一步，按质量百分比计，所述镁合金包括如下组分：Zn：5.5-6.5％；Mn：0.7-1.0％；Gd：1.0-6.0％；不可避免杂质≤0.15％；其余为镁。

2、所述的一种高强度高塑性镁锌锰钆镁合金的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)熔炼：根据所述镁合金中各元素的质量百分比，称取镁锭、锌锭、镁钆中间合金和氯化锰，将镁锭在720-730℃下熔化、打渣后加入锌锭和氯化锰，然后升温至760-780℃，再加入镁钆中间合金，待所述锌锭、氯化锰和镁钆中间合金全部熔化后再继续搅拌5-10min，最后将合金熔体经除渣后静置至杂质沉降，在690-720℃下半连续铸造，制得半连续铸锭；

(2)塑性加工：将步骤(1)中制备的半连续铸锭进行均匀化退火处理，然后经冷却后进行车皮，最后将车皮后的铸锭在350℃下进行变形加工，制得镁锌锰钇合金。

进一步，步骤(1)中，所述镁钆中间合金中含25wt％的钆元素。

进一步，步骤(2)中，所述均匀化退火处理具体为在330℃下保温24h。

进一步，步骤(2)中，所述变形加工的方式为挤压、轧制或锻造中的一种。