[发明专利]一种耐热耐磨镁合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐热耐磨镁合金及其制备方法，该镁合金包括以下重量百分含量的组分：Zn 5.0～6.0wt％，Zr 0.3～0.9wt％，Nd 0.5～2.0wt％，Y 1.0～2.5wt％，Ti 0.5～0.8wt％，B 0.05～0.1wt％，余量为Mg和不可避免的杂质，不可避免的杂质的质量百分含量不超过0.03wt％。本发明在ZK60基础上添加Nd、Ti和B，能够细化合金晶粒，所形成的镁合金具有较高的高温力学性能和耐磨性能。

技术领域

本发明属于合金技术领域，涉及一种耐热耐磨镁合金及其制备方法。

背景技术

镁合金由于密度小，比强度和比刚度高，尺寸稳定性和导热率高，机械性能好，是一种非常具有吸引力的的商用轻质结构材料。此外，镁是地球上储量最丰富的元素之一，是少数取之不尽、用之不竭的金属资源，且易于回收。因此，大量采用镁合金用于汽车及航空领域工作时未来制造业发展的重要方向，不仅可以达到最大的减重效果，并且可缓解日益严重的能源问题。

目前汽车上的镁合金件，基本是都是压铸件，主要用于一些壳体件和受载荷较轻的面板和支架。镁合金若要在汽车工业上大量使用就必须要实现镁合金零件由目前的非承力件向次承力件或承力件跨越，故对镁合金的性能要求更高，而经过锻造、挤压或轧制等工艺生产出的变形镁合金产品通常具有更高的强度和疲劳寿命，更好的延展性，具有铸造镁合金产品无法取代的优良性能。现今，镁合金的发展主要致力开发应用于高强、高韧、耐腐蚀并具有优良成型性能的变形镁合金。

变形镁合金中，镁-锌-锆系合金(Mg-Zn-Zr)作为现有商用镁合金中强度最高的一种，具有良好的塑性及耐蚀性，且是目前应用最广的变形镁合金之一。大量的采用ZK60镁合金是未来航空航天及汽车制造领域的发展趋势。但ZK60室温塑性较差，尤其耐热性差，热裂倾向大，而镁合金零部件在服役过程中需要承受高温、腐蚀、交变载荷等恶劣环境，久而久之，镁合金零部件便会在表面萌生疲劳裂纹源，疲劳裂纹源，继续进一步扩展为裂纹，零件便会发生疲劳破坏失效；故难以满足耐高温环境下的使用，尤其是航空航天领域的使用要求，对镁合金的发展造成了很大的限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种细化合金晶粒，具有较高耐热和耐磨性能的镁合金及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种耐热耐磨镁合金，包括以下重量百分含量的组分：Zn：5.0～6.0wt％，Zr 0.3～0.9wt％，Nd 0.5～2.0wt％，Ti 0.5～0.8wt％，B 0.05～0.1wt％，余量为Mg和不可避免的杂质，不可避免的杂质的质量百分含量不超过0.03wt％。

优选地，不可避免的杂质包括Fe和Si。

优选地，包括以下重量百分含量的组分：Zn：5.2～5.8wt％，Zr 0.4～0.8wt％，Nd0.8～1.8wt％，Y 1.2～2.2wt％，Ti 0.6～0.8wt％，B 0.06～0.09wt％，余量为Mg和不可避免的杂质，不可避免的杂质的质量百分含量不超过0.03wt％。

优选地，包括以下重量百分含量的组分：Zn：5.3～5.7wt％，Zr 0.5～0.7wt％，Nd1.0～1.5wt％，Y 1.5～2.0wt％，Ti 0.7～0.8wt％，B 0.07～0.08wt％，余量为Mg和不可避免的杂质，不可避免的杂质的质量百分含量不超过0.03wt％。

优选地，包括以下重量百分含量的组分：Zn：5.5wt％，Zr 0.6wt％，Nd 1.2wt％，Y1.8wt％，Ti 0.7wt％，B 0.08wt％，余量为Mg和不可避免的杂质，不可避免的杂质的质量百分含量不超过0.03wt％。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的耐磨镁合金的制备方法，包括以下步骤：