[发明专利]一种含钪的高强挤压Mg-Sn-Ca合金及其制备方法

说明书

本发明属于有色金属成型技术领域，公开了一种含钪的高强挤压Mg‑Sn‑Ca合金及其制备方法，且合金由以下原料按重量百分比为组成：Sn8～10.0％；Ca0.8～1.5％；Sc0.5～1.0％；Mg余量；制备方法包括：S1.按重量百分比称取金属原料，且金属原料包括高纯Mg、高纯Sn、Mg‑Ca中间合金、Mg‑Sc中间合金；S2.将熔炼炉升温到450℃后，向炉内通入保护气体5min；S3.将高纯Mg和高纯Sn放入熔炼炉中，调整熔炼炉温度至700～720℃，搅拌至熔化后去除熔体表层扒渣；S4.将Mg‑Ca中间合金、Mg‑Sc中间合金放入熔炼炉中，将熔炼炉升温至730～740℃，保温15min；S5.将熔炼炉降温至700～720℃，保温10～15min后再次去除熔体表层扒渣，静置得到液态合金；S6.将液态合金浇入金属模具中，自然冷却至室温后，获得铸态合金。

技术领域

本发明属于有色金属成型技术领域，具体涉及一种含钪的高强挤压Mg-Sn-Ca合金及其制备方法。

背景技术

目前，镁合金作为密度最小的结构材料，其关注度不断提高，且提高镁合金强度和耐热性是近年来的研究热点。近年来Mg-Sn合金的性能不断提高，例如通过Ca元素的添加形成了稳定的CaMgSn相，且均匀分布在组织中，但是由于CaMgSn相尺寸粗大，损害了镁合金的塑性。

众所周知，晶粒细化和热处理强化是镁合金显微组织和提高力学性能的有效方法，具体在中国专利CN200810237214.5、CN200810237216.4和CN201010579367.5中提出向镁合金中提出加Y、Zr、Ce、Zn等元素试图细化CaMgSn相，并单一利用细化的CaMgSn相实现合金强化，但强化效果有限。

发明内容

鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，本发明的目的在于提供一种含钪的高强挤压Mg-Sn-Ca合金及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种含钪的高强挤压Mg-Sn-Ca合金，由以下原料按重量百分比为组成：

Sn，8～10.0％；

Ca，0.8～1.5％；

Sc，0.5～1.0％；

Mg，余量。

优选的，控制所述Sn与Ca的质量比M_Sn/M_Ca为5～10。

一种制备上述含钪的高强挤压Mg-Sn-Ca合金的制备方法，包括：

S1.按重量百分比称取金属原料，且金属原料包括高纯Mg、高纯Sn、Mg-Ca中间合金、Mg-Sc中间合金；

S2.将熔炼炉升温到450℃后，向炉内通入保护气体5min；

S3.将步骤S1称取的高纯Mg和高纯Sn放入熔炼炉中，调整熔炼炉温度至700～720℃，搅拌至熔化后去除熔体表层扒渣；

S4.将步骤S1称取的Mg-Ca中间合金、Mg-Sc中间合金放入熔炼炉中，将熔炼炉升温至730～740℃，保温15min；

S5.将熔炼炉降温至700～720℃，保温10～15min后再次去除熔体表层扒渣，静置得到液态合金；

S6.将液态合金浇入金属模具中，自然冷却至室温后，获得铸态合金；

S7.将所述步骤S6获得的铸态合金在惰性气体保护气氛下进行固溶处理，然后在水中快速冷却；

S8.对固溶处理后的合金进行挤压处理，且挤压比为36，挤压温度为300℃，挤压速率为10mm/min；

S9.对挤压处理后的合金进行时效热处理，且时效热处理的处理温度为200℃，处理时间为90～150h。