[發明專利]一種強塑性鎂合金及其制備方法

無效

• 申請號: 200810234438.0
• 申請日: 2008-11-19
• 公開（公告）號: CN101407877A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 王玲;趙浩峰;顏開;吳紅艷;劉斌;王維
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C1/03
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司
• 代理人: 張立榮

一、技術領域

本發明涉及一種強塑性鎂合金及其制備方法，具體涉及一種含鍶鉛錫的強塑性鎂合金及其制備方法，屬于鎂合金技術領域。

二、背景技術

鎂合金因其具有比強度及比剛度高的性能特點，普遍應用于工業產品制造中。但是現有普通鎂合金的塑性、韌性較差。目前只有一些對高塑性鎂合金的研究：200610026842.X提出一種自生準晶增強的高塑性變形鎂合金，屬于金屬材料技術領域。該發明組分及其重量百分比為：2-10％Zn，0.5-6％Gd，0-1.0％Zr，雜質元素Fe＜0.005％，Ni＜0.002％，其余為Mg。該發明合金含有準晶相，以樹枝晶形式原位形成于鑄態組織中，經過擠壓或軋制熱變形工藝，該準晶相破碎沿著變形方向分布，同時在擠壓或軋制過程中在基體內部和晶界處析出彌散分布的二次準晶相，從而增強了合金的性能。

200810069464.2提供了一種具有高屈強比和高塑性的變形鎂合金，該合金各組份的重量百分比為鋅1.0％～2.0％、鋯0.1％～0.6％、稀土鉺0.1％～0.8％，其余為鎂和不可避免的雜質。鉺與合金中的雜質元素、鎂以及合金液中卷入的氧等結合形成細小彌散析出相，有效凈化合金，并促進熱變形過程中的動態再結晶、阻礙再結晶晶粒長大。

200710170765.X提供一種含釓壓鑄耐熱高鋅鎂合金及其制備方法，合金成分及其重量百分比為：鋅：6-10％，鋁：3-7％，釓：0.2-2.0％，雜質元素Fe＜0.005％，Cu＜0.015％，Ni＜0.002％，其余為鎂。將純鎂、純鋅、純鋁和Mg-25％Gd預熱，然后將純鎂放入到有氣體保護的熔爐中熔化，待鎂錠完全熔化后立即加入純鋅和純鋁，純鋅和純鋁完全熔化后撇去表面浮渣，繼續升溫，加入Mg-25％Gd中間合金，完全熔化后撇去表面浮渣，然后攪拌，調整爐溫，精煉、攪拌，然后靜置，最后將合金液溫度下調撇去表面浮渣進行壓鑄。該技術提高了合金的室溫和高溫力學性能、合金的蠕變性能。

以上各專利申請都是在鎂鋅母合金的基礎上，添加一定量的稀土元素和其它元素來改善鎂合金的韌性和塑性，改善的程度受限于母體合金，沒有形成獨立的韌性鎂合金體系。

三、發明內容

解決問題：

本發明針對上述技術缺陷，提供一種具有良好室溫塑性的強塑性鎂合金。

本發明的另外還提供上述鎂合金的制備方法。

本發明的目的是通過以下措施實現的：

一種強塑性鎂合金，合金成分的質量百分含量為：2～5％Sr，0.5～5％Sn，0.05～5％Pb，0.01～3％Zr，0.001～1％的稀土元素，其余為Mg。

上述強塑性鎂合金的制備方法，制備步驟為：按照質量百分含量為2～5％Sr、0.5～5％Sn、0.05～5％Pb、0.01～3％Zr，0.001-1％的稀土元素，其余為Mg的合金成分配比進行配料，將上述配好的純Mg錠、純Sn條、純Pb塊、Mg-Zr中間合金、Mg-Sr中間合金在N₂/SF₆混合保護氣氛中一起加熱熔化，Mg-Sr中間合金中的Sr的質量百分含量40％。；Mg-Zr中間合金中Zr的質量百分含量為30％；當溫度升至700～725℃時，將上述稀土元素以純物質細粒的形式用鐘罩加入到熔化的鎂合金液體中，該稀土元素細粒的平均直徑不超過1mm；保溫4～8分鐘后冷卻得到鎂合金；其中混合保護氣氛中N₂和SF₆的體積比為8∶92。

其中，所述制備過程中添加的稀土元素，如La、Pr、Ce、Nd元素。

本發明的有益效果：

本發明的強塑性鎂合金，僅使用普通錫、鉛等常規元素，避開了使用大量的稀貴元素，合金的成本較低。

在一定量的Sr與Zr的作用下，錫、鉛、鋅對鎂的韌性增大作用效果更加明顯。稀土元素的添加也能改善鎂合金的韌性和塑性。Sr具有強烈的固溶強化作用，Zr有細化晶粒的作用。稀土元素具有彌散強化、細晶強化的作用。小于含量范圍，元素的固溶強化或彌散強化或細晶強化作用得不到發揮；超過上述范圍，會出現過多的尺寸較大的化合物，會降低韌性。

本發明在制備過程中，將純Mg錠、純Sn條、純Pb塊、Sr中間合金等一次性裝入爐內，采用N₂/SF₆混合保護氣氛，生產成本低，合金制備工藝簡單。

四、附圖說明

圖1為含Sn?3％、Pb?2％、Sr?2％，Zr1％、其余為Mg的合金金相組織圖。

組織中黑色為晶界，灰色為晶粒，白亮點為彌散化合物。