[发明专利]一种可冷成型镁合金锭坯及其加工方法

说明书

本发明公开了一种可冷成型镁合金锭坯及其加工方法，具体涉及镁合金生产加工技术领域，包括以下组成成分(按质量百分)：Zn1.0～6.0％、Mn0.25～0.5％、Ca0.10～0.35％、RE0.15～2.5％，其余为Mg和不可避免的，总量少于0.15％的杂质，所述RE包括Sc、Gd、La、Ce或La+Ce混合物中的一种，每种RE元素所占的质量百分数为Sc0.0～1.5％、Gd0.0～1.5％、La0.10～0.50％、Ce0.10～0.35％或La+Ce混合物0.20～0.5％。本发明通过多元微量设计和添加Re元素，并进行铸锭均匀化处理、预塑性变形处理能够获得组织均匀和性能优异的、具备冷塑性成形能力的变形镁合金坯料和精密冷成型镁合金产品。

技术领域

本发明涉及镁合金生产加工技术领域，具体涉及一种可冷成型镁合金锭坯及其加工方法。

背景技术

随着通信和数字技术的飞速发展，电子信息产品趋向于高性能、微型化、集成化发展，这对移动通讯装备材料的散热性能，比强度，轻质化提出了更高的要求。现在常用手机壳体材料为工程塑料(PC、PS、ABS)、金属(不锈钢(304)、铝合金(6063))、复合材料(碳纤维+塑料)等。塑料外壳质量轻，但散热性能差，不耐热易老化；金属材料(不锈钢和铝合金)强度高，散热性能较好，但质量重，不便携。而镁合金由于密度低、比强度高，优良的热传导性(热传导系数是工程塑料的300倍以上)，电磁屏蔽性佳等优点成为最具应用前景的壳体材料。

新能源汽车电机周围相关零件，由于采用铸造的方法难以达到强度要求，因此一般都采用冲压制备。这就要求使用材料具有高散热，轻量化，可冲压的性能，现在常用的是铝合金材料。与铝合金相比，镁合金具有散热性能更佳，质量更轻的优势，但镁合金由于其晶体结构特性，一般均通过热变形方式成型，这会导致生产成本的增加。

与铝、钢等材料相比，镁合金塑性变形能力有限，在室温下变形能力差，故一般采用热变形方法成型(一般要加热到200℃以上)。在此温度下，它比铝、钢的冲压性能还好。但镁合金板材在进行温冲压生产时，需要加热和保温设备，不仅增加了能耗，还可能存在加热不均匀、氧化的问题，这会导致材料在拉深过程中极易开裂，产品质量难以保证，降低了生产效率。因此如果实现镁合金室温成型，则打破了该技术领域的瓶颈，便于实现镁合金规模化生产和拓宽镁合金的应用。而目前现有镁合金的塑性变形能力还有待进一步提升，因此需要设计一款具有优异的塑性变形能力的镁合金。

发明内容

为此，本发明提供一种可冷成型镁合金锭坯及其加工方法，通过合金成分设计，然后进行铸锭均匀化处理、塑性变形处理能够获得组织均匀和性能优异、具备冷塑性变形能力的镁合金，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种可冷成型镁合金锭坯，包括以下组成成分(按质量百分)：Zn1.0～6.0％、Mn0.25～0.5％、Ca0.10～0.35％、RE0.15～2.5％，其余为Mg和不可避免、总量少于0.15％的杂质，设计合金的简称为ZXM镁合金。

进一步地，所述RE包括Sc、Gd、La、Ce或La+Ce混合物中的一种，每种元素所占的质量百分数为Sc0.0～1.5％、Gd0.0～1.5％、La0.10～0.50％、Ce0.10～0.35％或La+Ce混合物0.20～0.5％，余量为镁。

进一步地，所述不可避免杂质总含量小于等于0.15％。

进一步地，根据不同的冷成型场景，Zn的含量有所不同，其中对于强度要求低、塑性要求高的精密件复杂件，Zn含量控制在1.0～3.0wt％；对于强度要求高、塑性要求低的形状简单的零件，Zn含量控制在4.0～6.0wt％。

本发明还包括一种可冷成型镁合金锭坯加工方法，包括以下具体步骤：

步骤一、称取配料：按照各组分比例称取原料，其中，Mg与Zn采用纯镁、纯锌锭形式添加，Mn和Ca采用镁锰中间合金、镁钙中间合金的形式添加，稀土元素采用与Mg所形成的中间合金的形式添加；