[发明专利]一种力学性能好的Mg-Sn-Y合金材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种力学性能好的Mg‑Sn‑Y合金材料及其制备方法，按质量百分比计由以下组分组成：Sn 0.5～2.5％，Y 0.3％，Mg余量，制备方法为将镁锭熔炼炉中，将炉温升至700℃‑750℃熔化后加入合金比例的锡锭，保温20～30分钟，待锡锭熔化后再加入Y金属元素，搅拌后保温10～20分钟，然后将熔炼的合金液浇注到模具中，得到铸态的Mg‑Sn‑Y合金材料，通过在Mg‑Sn合金中与Sn反应的Y，生成的Sn₃Y₅能作为有效的晶粒细化剂，最后获得力学性能好的Mg‑Sn‑Y合金材料。

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种力学性能好的Mg-Sn-Y合金材料，还涉及Mg-Sn-Y合金的制备方法。

背景技术

镁合金是目前最轻的金属结构材料，由于其密度低、比强度和比刚度高、导热性和阻尼性能好等优点，在汽车、电子和通信等行业得到了快速的应用。由于镁合金在发展和应用中在高温力学性能、耐腐蚀性能和塑形加工性能等方面存在问题。在研究领域，通过不断改善材料合金元素成分是提高镁合金的综合性能的手段之一，如Mg-Sn合金。Mg-Sn合金逐渐受到关注主要原因是其中的Mg₂Sn强化相熔点达到770.5℃；另外，Sn在Mg中的固溶度较好，析出强化效果比较好，561℃时溶解度14.48％，200℃降低到0.45％，固溶时效强化效果良好。但是仍存在两个需要继续改善的方面：第一，析出相组织粗大，组织不均匀，导致合金的强塑性较差；第二，铸态Mg-Sn合金析出相主要呈网状分布在晶界和枝晶壁，共晶态的工作温度相对较低，并且缺少晶内强化效果，所以还有进一步提高的空间。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种力学性能好的Mg-Sn-Y合金材料，通过在合金材料中加入少量Y(钇)，使Y全部用于与Sn(锡)反应，以获得高性能的合金材料；本发明还公开了Mg-Sn-Y合金材料的制备方法，工艺简单。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种力学性能好的Mg-Sn-Y合金材料，所述合金材料按质量百分比计由以下组分组成：Sn 0.5～2.5％，Y 0.3％，Mg余量。

优选的，所述合金材料按质量百分比计由以下组分组成：Sn 0.5％，Y 0.3％，Mg余量。

优选的，所述合金材料按质量百分比计由以下组分组成：Sn 2.5％，Y 0.3％，Mg余量。

2、所述Mg-Sn-Y合金材料的制备方法，包括如下步骤：按Mg-Sn-Y合金比例将镁锭熔炼炉中，将炉温升至700℃-750℃熔化后加入合金比例的锡锭，保温20～30分钟，待锡锭熔化后再加入Y金属元素，搅拌后保温10～20分钟，然后将熔炼的合金液浇注到模具中，得到铸态的Mg-Sn-Y合金材料。

优选的，将铸态的Mg-Sn-Y合金材料380℃保温3小时后挤压成镁合金板材。

更优选的，所述镁合金板材的厚度为2mm。

本发明的有益效果在于：本发明在Mg-Sn合金中加入Y，通过在合金材料中加入少量Y(钇)，使Y全部用于与Sn(锡)反应，使板材晶粒细化，获得板材平均晶粒尺寸：4.2um，细化了约77％，并且挤压板材力学性能有所提高，三个方向上的强度及延伸率均有明显的改善，沿ED、45o方向与TD上的延伸率分别为30.3％、28.1％和28％、抗拉强度分别为288MPa、286MPa和302MPa，且各向异性不明显。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为Y的微量添加对Mg-Sn力学性能的影响结果(a：Mg-2.5Sn；b：Mg-2.5Sn-0.3Y；c：Mg-0.5Sn挤压态；d：Mg-0.5Sn-0.3Y挤压态；e：Mg-0.5Sn和Mg-0.5Sn-0.3Y铸态)。