[发明专利]一种镁锂-铝复合材料零部件及其制备方法和应用

说明书

本申请提供了一种镁锂‑铝复合材料零部件及其制备方法和应用，该制备方法包括：将镁锂合金在惰性气氛保护下于550‑700℃加热至熔融状态，浇铸于铝合金壳体中，所述铝合金壳体外设有支撑模具，所述支撑模具浇铸前的温度控制在200‑500℃；冷却，得到表面为铝合金的镁锂复合铸锭或零部件；也可将所述锂镁复合铸锭进行塑性加工和/或表面处理，得到镁锂‑铝复合材料零部件。本发明所述方法制备的镁锂‑铝复合材料具有成本低，减少金属材料烧损，生产效率高，安全可控，可以大批量工业化生产的优点，该复合材料可进行轧制、锻造、冲压等塑性加工，可进行阳极氧化等表面处理，获得耐蚀、金属质感和多种色彩的外观效果的轻量化金属零部件。

技术领域

本申请涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种镁锂-铝复合材料零部件及其制备方法和应用。

背景技术

镁锂合金属于镁合金中的一种，与镁合金相比，其延伸率和可加工性大大提高，密度也降低，是世界上密度最低的金属结构材料，是优异的轻量化金属结构材料，在航空航天和消费电子壳体等轻量化领域已经得到了应用。在镁中加入锂形成了镁锂合金，虽然降低了密度，改善了材料的加工性能，但由于加入更活泼的锂，其耐腐蚀性更差。

在镁锂合金的热锻、热轧等零部件热加工过程中，镁锂合金需要在高温空气中进行，镁锂合金往往大量氧化，需要专门的机加工工序去除掉表面氧化皮，这样导致金属损失较大，产品的精度也无法保证，同时加工工艺也繁琐复杂，更重要的是，镁锂合金在热加工和机加工时易燃，容易发生燃烧或爆炸等安全事故，存在严重的生产安全风险性。在镁锂合金零部件的使用过程中，其依然存在容易腐蚀的问题，防护起来更为困难。镁锂合金表面涂装效果较差，一般只能用微弧氧化做防腐处理，再喷漆处理达到外观修饰，此种工序处理的零部件一般欠缺金属的高档质感，更类似于塑料的质感，导电、导热和耐磨性也差，难以适应消费电子外观壳体的需求，应用领域大大受限。其特性影响了消费者对轻量化和美感的共同追求，因此当前其只能作为部分内部件使用，难以作为高质量外观件使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种镁锂-铝复合材料零部件及其制备方法和应用，本发明提供的方法制备的镁锂-铝复合材料作为零部件，具有成本低，金属材料烧损少，生产安全，生产效率高，可以大批量工业化生产的优点，同时该复合材料可进行轧制、锻造、挤压、冲压等各种塑性加工，可进行阳极氧化等表面处理获得耐蚀、导热、金属质感和多种色彩的外观效果的各种轻量化金属零部件。

本发明提供了一种镁锂-铝复合材料零部件的制备方法，包括以下步骤：

将镁锂合金在惰性气氛保护下于550-700℃加热至熔融状态，于550-660℃浇铸于铝合金壳体中，所述铝合金壳体外设有支撑模具，所述支撑模具浇铸前的温度控制在200-500℃之间；以一定的冷却速度冷却至室温，得到至少一表面为铝合金的镁锂复合材料结构，如铸锭或零部件；

其中，所述镁锂-铝复合材料结构至少包括：

镁锂合金层，

铝合金层。

可选地，将所述镁锂复合铸锭进行塑性加工和/或表面处理，得到镁锂-铝复合材料零部件。

为了克服现有部件轻量化、外观质感和耐腐蚀等特性难以兼顾的不足，本发明提供一种镁锂/铝复合材料零部件，其具有较低的密度和良好的金属质感等效果，能耐腐蚀，制备加工工艺简单，利于推广应用。

本发明实施例首先准备镁锂合金和铝合金原料，采用常规的市售产品即可；例如牌号为LAZ931的镁锂合金、LZ91的镁锂合金、LAZ141的镁锂合金，铝合金成分牌号包括5052、1050、6013等。