[發明專利]Mg－Zn－Zr變形鎂合金制備方法

有效

• 申請號: 200710046148.9
• 申請日: 2007-09-20
• 公開（公告）號: CN101121979A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: 杜林;彭立明;章禎彥;馬嵐
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C1/03;C22F1/06
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種鎂合金技術領域的制備方法，具體是一種Mg-Zn-Zr高強高阻尼變形鎂合金制備方法。

背景技術

鎂合金質量輕(其密度一般小于1.8×10³kg/m³)、儲量大、比強度高、彈性模量低，在同樣的受力條件下可消耗更大的變形功，具有優異的減振性能，還具有優良的機械加工性能和電磁干擾屏蔽性能等。研制兼具高阻尼、高比強度的鎂基功能結構一體化材料是目前阻尼材料發展的一個重要方向。

經對現有技術的文獻檢索發現，劉廣等在《材料導報》(2006年11月第20卷專輯VII)上發表的《高阻尼鎂鋯合金的研究進展與展望》一文中提出：在眾多的高阻尼鎂合金中，Mg-Zr合金兼具高阻尼、高力學性能的特點而得到更為廣泛的關注，同時通過在Mg-Zr合金中加入0.1-0.4％Zn之后其力學性能有了一定提高，σ_b＝177-182MPa，σ_0.2＝66-72MPa，延伸率為6％-8.3％。雖然加Zn之后，Mg-Zn-Zr合金仍然具有較高的阻尼性能，但是鑄態下Mg-Zn-Zr合金的力學性能相對于其它合金來說仍然較低(未達到200MPa以上)，其強度不能滿足實際應用的需求，從而限制了此合金的應用范圍。

發明內容

本發明的目的是針對現技術的不足，提供一種Mg-Zn-Zr高強高阻尼變形鎂合金制備方法，使其通過塑性變形工藝和退火熱處理工藝獲得力學和阻尼性能均較好的合金，滿足實際需求。本發明首先通過在合金中添加0.1-1％Zn元素提高其力學性能，然后擠壓變形，擠壓后再通過熱處理工藝，以較小的力學性能損失來獲得阻尼性能的回復，以此獲得高強度高阻尼的輕質鎂合金材料。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明所述的Mg-Zn-Zr變形鎂合金組分及重量百分含量為：0.1-1％Zn，0.1-0.6％Zr，雜質元素Fe<0.005％，Cu<0.015％，Ni<0.002％，其余為Mg，該Mg-Zn-Zr變形鎂合金制備具體包括以下步驟：

(1)按照Mg-Zn-Zr變形鎂合金組分計算需要的原料重量，原料采用工業純鎂錠、工業純Zn、Mg-Zr中間合金。

所述鎂錠，其鎂含量的質量分數大于99.9％。

所述Mg-Zr中間合金，其重量成分為Mg70％，Zr?30％。

(2)合金的熔煉工藝如下：按照步驟(1)中計算出的原料重量，將工業純鎂在氣體保護下加熱，待工業純鎂完全熔化后，加入工業純Zn、Mg-Zr中間合金。待合金完全熔化后進行攪拌，使合金成分均勻。保溫后加精煉劑進行精煉，精煉完畢再次保溫，然后進行澆鑄。

所述氣體保護，采用的氣體是氮氣和六氟化硫混合氣體，六氟化硫所占體積分數為0.2％。

所述加入工業純Zn、Mg-Zr中間合金，是指：在680℃加入工業純Zn，在760℃加入Mg-Zr中間合金。

所述保溫，其時間為10分鐘。

所述精煉，其時間為5分鐘。

所述精煉劑，采用現有技術，比如國家標準2號溶劑等。

所述再次保溫，其時間為30分鐘。

所述澆鑄，其溫度為700℃。

(3)將澆鑄好的鑄錠進行均勻化處理，在擠壓機上進行塑性變形，擠壓后將擠壓錠放在熱處理爐中進行退火熱處理。

所述均勻化處理，其工藝參數為：溫度300℃，時間4小時。

所述擠壓，其工藝參數為：擠壓溫度250℃-450℃，擠壓比為6-25，擠壓速度恒定。

所述退火熱處理，其工藝參數為：退火溫度300℃-450℃，退火時間1-10小時。

本發明中，Zn的加入可以提高合金的力學性能，Zr的加入有晶粒細化的作用。將澆鑄后的Mg-Zn-Zr合金進行300℃×4h的均勻化處理之后，在300℃-400℃進行擠壓塑性變形，細化晶粒，提高合金強度，但同時合金的阻尼性能卻損失較大。擠壓后將合金進行退火熱處理，晶粒長大，位錯纏結打開，合金阻尼性能得以提升，同時合金的力學性能有所下降，但與鑄態時相比，足以滿足實際應用需求。