[发明专利]一种高强塑性高合金含量挤压的镁合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强塑性高合金含量挤压的镁合金材料，包括：所述高强塑性高合金含量挤压的镁合金材料由以下重量分数组分组成：Al：5.8‑6.2％，Zn：4‑4.6％，Sn：0.99‑4.0％，余量为Mg。能够克服现有合金材料使用稀土元素成本高的缺陷，通过添加金属锡并对其含量做出调节，使镁合金能够同时具有高强度和高塑性，合金含量高，热稳定性好。本发明还提供一种高强塑性高合金含量挤压的镁合金材料的制备方法，不使用稀土元素，加入锡元素，并对其含量做出调节，通过低温熔炼最大程度减少氧化烧损，提高镁合金的强度和塑性。

技术领域

本发明涉及一种高强塑性高合金含量挤压的镁合金材料及其制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

镁合金作为最轻的工程结构金属材料，具有比强度高、比刚度高、导电导热性好及良好的再回收性等优点，在汽车、航空、通讯等领域轻量化、节能、环保等方面得到日益广泛的应用。尤其是通过挤压等方法获得的变形镁合金与铸造镁合金相比，具有组织更加致密，强度和延展性更高等优点,能够满足多样化结构件的需求。但常用变形镁合金通常由于其合金含量较低，缺少强化相，在常规挤压过程中难以获得高强度，而高合金含量的镁合金，由于含有大量低熔点且尺寸粗大的第二相，很容易在挤压过程中造成应力集中形成裂纹，使其加工成型性能较差因此常作为铸态合金使用，限制了变形镁合金的应用范围。目前，最常用的改善镁合金力学性能的方法是在镁合金添加适量的合金元素，再配合适当的变形处理得到综合力学性能优异的镁合金材料，但能同时提高获变形镁合金强度和塑性的技术工艺并不多见。此外，添加稀土元素可以有效提高合金力学性能，但是稀土元素成本昂贵，不利于大范围使用。

在先申请“一种高塑性镁合金及其制备方法”中国专利公开号：CN104975214A中通过添加超过5％的稀土元素Y，制备出挤压后最高延伸率为29.1％的合金板材，但其室温抗拉强度仅为231MPa，而且生产成本较高。在先申请“一种变形镁合金及其制备方法”，中国专利公开号：CN108070762A运用传统的挤压工艺，将传统变形镁合金配方进行了改良，提高了合金强度的同时对变形镁合金的塑韧性影响较小，但其室温抗拉强度最高仅为315MPa，最高延伸率仅为17.3％。以上所述专利中虽通过调整合金成分使变形镁合金的性能获得一定程度的提升，但强度和塑性通常不能保证同时提升，且提升的程度不明显。因此，研究发明新型的、生产工艺简单的、具备商业应用价值且具备高强度高塑性的变形镁合金具有重要的现实意义。

发明内容

本发明设计开发了一种高强塑性高合金含量挤压的镁合金材料，能够克服现有合金材料使用稀土元素成本高的缺陷，通过添加金属锡并对其含量作出调节，使镁合金能够同时具有高强度和高塑性，合金含量高，热稳定性好。

本发明还设计开发了一种高强塑性高合金含量挤压的镁合金材料的制备方法，不使用稀土元素，加入锡元素，并对其含量做出调节，通过低温熔炼减少氧化烧损，提高镁合金的强度和塑性。

本发明提供的技术方案为：

一种高强塑性高合金含量挤压的镁合金材料，包括：

所述高强塑性高合金含量挤压的镁合金材料由以下重量分数组分组成：Al：5.8-6.2％，Zn：4-4.6％，Sn：0-4％，余量为Mg。

一种高强塑性高合金含量挤压的镁合金材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、将镁锭放入到熔融炉中进行加热并保温，进行第一次升温至镁锭完全融化后，加入剩余组分：Al、Zn和Sn，待合金完全融化后，进行吹起搅拌和除渣，经过第二次升温和保温后进行浇铸，得到镁合金铸锭；

步骤2、将得到的所述镁合金铸锭至于热处理炉中，在保护气作用下加热并保温，固溶扩散第二相，得到固溶处理的镁合金铸锭；

步骤3、热挤压，将固溶处理的镁合金铸锭预热升温后，进行热挤压，得到挤压后的镁合金板材。