[发明专利]一种兼具导热及耐热特性的低成本镁合金及其制备加工方法有效

专利信息
申请号: 201810431781.8 申请日: 2018-05-08
公开(公告)号: CN110453125B 公开(公告)日: 2020-11-06
发明(设计)人: 马鸣龙;张奎;李兴刚;李永军;石国梁;袁家伟;张万鹏;张凯 申请(专利权)人: 有研工程技术研究院有限公司
主分类号: C22C23/04 分类号: C22C23/04;C22C1/03;C22F1/06
代理公司: 北京北新智诚知识产权代理有限公司 11100 代理人: 刘徐红
地址: 101407 北京市怀*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 兼具 导热 耐热 特性 低成本 镁合金 及其 制备 加工 方法
【说明书】:

发明涉及一种兼具导热及耐热特性的低成本镁合金及其制备加工方法,属于工业用镁合金范畴。按质量百分比计,该镁合金的组成为:Zn 0.5%~8.0%,Cu 0.5%~5.5%,Ti 0.1~1.5%,余量为Mg。依次经过备料,原料预热,熔炼,过滤处理,热处理,塑性变形,去除合金的残余应力和二次热处理等步骤,制备加工得到兼具导热及耐热特性,同时具有较低的成本的镁合金。同时,本发明的镁合金还具有更高的淬火特性,Cu元素的添加,使得合金的热传导性能提高,淬火性显著增加,这对于大尺寸镁合金构件来说具有非常重要的意义。

技术领域

本发明涉及一种兼具导热及耐热特性的低成本镁合金及其制备加工方法,属于工业用镁合金范畴。

背景技术

镁合金作为一类新型的金属结构材料,越来越多的受到航空航天及武器装备领域的青睐,其最大的特点就是密度小,具有比强度比刚度高、减震性能小、易于回收以及电磁屏蔽性能优良的性能,因此,发展镁合金结构材料是目前国内外研究的热点。虽然镁合金具有很多优点,但同时存在很多不足,如耐热镁合金导热性能低,以及导热镁合金耐热性能差等。目前,为了能够提高合金的耐热特性,通常是在基体中增加稀土元素,形成具有热稳定性更高的化合物,阻碍位错及晶界的运动,进而提高合金在高温条件下的使用寿命。但是稀土元素的价格相对较贵,直接造成了合金的制备成本提高,打击了希望利用镁合金的行业进一步采用镁合金的积极性,因此低成本的耐热镁合金是目前镁合金企业的研发热点。

值得注意的是,目前所研究的耐热镁合金,其耐热机制主要是通过增加具有低导热特性的强化相来阻碍热量向材料内部扩散,实现构件在高温下服役,合金的导热能力显著下降。因此,如何能够开发一种兼具导热能力同时又具有耐热特性的镁合金,将是未来结构功能一体化材料的发展方向。

研究表明,Mg-Zn系合金具有较为出色的强度及塑韧性,尤其该合金体系是目前可报道的可进行应用导热镁合金之一,但是合金中的低熔点Mg-Zn相在温度高于100℃条件下会发生明显的软化现象,因此不能作为耐高温合金来使用。但是如果能够通过添加额外元素,形成具有高温稳定性的相,那么将可以进一步提高合金的耐高温性能。目前,在Mg-Zn系合金中添加的元素有Ca、Al和RE等,这些元素的添加可以和Mg或者Zn形成一些特殊种类的化合物,其中有些化合物具有耐热特性,可以提高合金综合力学性能,典型的有形成准晶相以及LPSO结构相等,而这些相的获得前提是需要在合金中添加稀土元素,这是普通合金元素种类无法实现的,高性能合金的成本问题严重制约了一般企业对镁合金的应用需求,所以开发一种兼具高导热特性以及耐热性能的低成本镁合金对未来扩大镁合金的应用将具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种镁合金,该镁合金兼具导热及耐热特性,同时具有较低的成本。

一种兼具导热及耐热特性的低成本镁合金,该合金为Mg-Zn-Cu-Ti系镁合金,按质量百分比计,其组成为:Zn含量为0.5%~8.0%,Cu含量为0.5%~5.5%,Ti含量为0.1~1.5%,Mg为余量。

该镁合金中,按质量百分比计,杂质Fe含量0.005%。

在上述镁合金中,Zn的含量优选为3.0%~8.0%,更优选为5.0%~8.0%,最优选为5.5%~7.5%;Cu的含量优选为0.5%~4.0%,更优选为1.0%~3.0%,最优选为1.0%~2.0%;Ti的含量优选为0.1~1.3%,更优选为0.5%~1.0%,最优选为0.5%~0.8%。

优选的,所述镁合金中,按质量百分比计,Zn为3.0%~8.0%,Cu为0.5%~4.0%,Ti为0.1~1.3%,Mg为余量。

更优选的,所述镁合金中,按质量百分比计,Zn为5.0%~8.0%,Cu为1.0%~3.0%,Ti为0.5~1.0%,Mg为余量。

最优选的,所述镁合金中,按质量百分比计,Zn为5.5%~7.5%,Cu为1.0%~2.0%,Ti为0.5~0.8%,Mg为余量。

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