[發(fā)明專(zhuān)利]一種變形鎂合金及其制備方法、以及一種變形鎂合金產(chǎn)品及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010270992.1
• 申請(qǐng)日: 2010-08-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102383013A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李紹青;菅永喜;張法亮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C23/02
• 分類(lèi)號(hào): C22C23/02;C22C1/03;C22C1/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種高塑性的變形鎂合金及其制備方法、以及采用這種變形鎂合金制作的產(chǎn)品及其制備方法。

背景技術(shù)

鎂合金是所有結(jié)構(gòu)用金屬材料中重量最輕的，密度為1.75-1.90g/cm³，僅為鋁合金的2/3，鋼鐵的1/4。與其他金屬結(jié)構(gòu)材料相比，鎂合金具有高比強(qiáng)度、比剛度，減震性、電磁屏蔽性和抗輻射能力強(qiáng)，易切削加工、易回收等一系列優(yōu)點(diǎn)，在汽車(chē)、電子電器、通訊、航空航天和國(guó)防軍事工業(yè)領(lǐng)域具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景，是繼鋼鐵和鋁合金之后發(fā)展起來(lái)的第三類(lèi)金屬結(jié)構(gòu)材料。

傳統(tǒng)的鎂合金的應(yīng)用主要是以模鑄、壓鑄等鑄造工藝生產(chǎn)產(chǎn)品，但產(chǎn)品容易出現(xiàn)晶粒粗大、組織疏松、成分偏析且力學(xué)性能偏低等缺陷，不能充分發(fā)揮鎂合金的性能優(yōu)勢(shì)。目前，國(guó)內(nèi)外均十分重視變形鎂合金的研究與開(kāi)發(fā)，變形鎂合金是指可用擠壓、軋制、鍛造和沖壓等塑性成形方法加工的鎂合金，與鑄造鎂合金相比，變形鎂合金的晶粒細(xì)小，無(wú)偏析和微觀孔洞，具有優(yōu)良的綜合性能。

然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，鎂是密排六方晶體結(jié)構(gòu)，室溫滑移系少，導(dǎo)致其塑性變形困難，變形加工困難，因而常見(jiàn)的鎂合金是一種難變形的材料；例如：高強(qiáng)度變形鎂合金MB15的熱擠棒材，在室溫下的延伸率僅為14.8％，在300℃時(shí)延伸率僅為62％。然而，實(shí)際應(yīng)用中的眾多領(lǐng)域的所需板材、棒材、管材和棒材等重要的結(jié)構(gòu)材料只能采用塑性成型的工藝生產(chǎn)，因而，塑性差已經(jīng)成為鎂合金加工與應(yīng)用上的一個(gè)瓶頸，改善鎂合金的塑性也就成為其應(yīng)用中亟待解決的技術(shù)問(wèn)題之一。

目前，變形鎂合金材料已開(kāi)始向系列化發(fā)展，例如：Mg-Al、Mg-Zn、Mg-Mn、Mg-Li、Mg-Al-Zn、Mg-Zn-Zr、Mg-Mn-Ce、Mg-Re-Zr等系列。其中，Mg-Al-Zn(鎂鋁鋅)系合金是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最早，使用也是最廣泛的變形鎂合金，可以加工成板材、棒材、棒材和鍛件，屬于該系的主要合金牌號(hào)有AZ31、AZ61、AZ80、AZ91等。Mg-Al-Zn系合金的主要特點(diǎn)是強(qiáng)度高，能夠進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，缺點(diǎn)是屈服強(qiáng)度和延伸率不夠高。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)(公開(kāi)號(hào)為：CN1584090)公開(kāi)了一種高強(qiáng)度變形鎂合金，包括鋁、鋅、錳、鈣、硅和鎂，其重量百分比為：鋁：1.5％-3.5％，鋅：0.2％-4％，錳：0.1％-0.6％，鈣：0.01％-2.0％，硅0.05％-2.0％，其余為鎂。鋁是合金中主要強(qiáng)化元素。鋅也是合金中的強(qiáng)化元素，能改善合金的塑性。鈣和硅的復(fù)合加入可以使合金中形成以鈣為核心的細(xì)小的Mg₂Si顆粒，從而對(duì)合金產(chǎn)生有效的彌散強(qiáng)化作用。錳的作用主要是提高合金的耐腐蝕性能，在合金熔煉過(guò)程中還能與合金中的雜質(zhì)元素(如鐵)形成化合物，從而消除鐵雜質(zhì)對(duì)合金耐腐蝕性能的有害作用，該發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的技術(shù)方案通過(guò)調(diào)節(jié)鎂鋁鋅系合金的含量，并通過(guò)復(fù)合加入鈣和硅，來(lái)改善鎂鋁鋅系鎂合金的強(qiáng)度和塑性，然而其對(duì)鎂合金的塑性的提高有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的變形鎂合金的塑性差、加工性能差的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種變形鎂合金，其各組分的重量百分比為：Al：2.0wt％-4.0wt％；Zn：0.40wt％-1.70wt％；Mn：0.20wt％-0.50wt％；B：0.05wt％-1.0wt％；余量包含Mg、含或不含雜質(zhì)。

優(yōu)選地，所述變形鎂合金中各組分的重量百分比為：Al：2.50wt％-3.20wt％；Zn：1.0wt％-1.50wt％；Mn：0.25wt％-0.35wt％；B：0.3wt％-0.7wt％；余量為Mg。

優(yōu)選地，所述B元素的重量百分比為0.3wt％-0.5wt％。

優(yōu)選地，所述雜質(zhì)為Si、Fe、Cu、Ni中的一種或幾種，以變形鎂合金的總重量為基準(zhǔn)，各雜質(zhì)元素的重量百分比為：0≤Si≤0.05wt％、0≤Fe≤0.004wt％、0≤Cu≤0.01wt％、0≤Ni≤0.001wt％。

本發(fā)明還提供了上述變形鎂合金的制備方法，包括以下步驟：將配方量的鎂合金原料經(jīng)過(guò)熔融合金化、精煉、澆注制得變形鎂合金；所述鎂合金原料包含：鎂錠、鋁錠、鋅錠、鋁錳中間合金、以及硼錠和/或鋁硼中間合金；其中，各組成元素的重量百分比為：Al：2.0wt％-4.0wt％；Zn：0.40wt％-1.70wt％；Mn：0.20wt％-0.50wt％；B：0.05wt％-1.0wt％；余量為Mg和雜質(zhì)元素。