[發明專利]高室溫塑性鎂合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210426762.9
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102925771A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 蔣斌;潘復生;李瑞紅;楊青山;曾迎
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C23/02;C22C1/02;B21C23/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

?本發明涉及一種鎂合金材料及其制備方法，特別涉及一種高室溫塑性鎂合金材料及其制備方法。

背景技術

鎂合金具有低密度、高強度、高導熱導電性、電池屏蔽、易回收等優點，近年來作為輕質結構材料被逐漸應用于交通、通訊、電子、航空航天及其他民用產品等領域。變形鎂合金通常通過擠壓、軋制、鍛造等變形方式來改善合金的組織結構，提高鎂合金的性能。鎂合金具有六方晶體結構的特點，在室溫變形條件下獨立的滑移系少，導致室溫塑性低，變形加工困難，已成為阻礙鎂合金材料大規模應用的瓶頸問題。AZ31鎂合金是一種商用鎂合金，也是鎂合金中具有代表性的合金之一，但AZ31鎂合金在室溫變形時也存在塑性差的特點。鎂合金型材制品在后期使用過程中需要有較好的強度和塑性，以保證其使用過程內不發生失效，為此希望鎂合金制品具有高的室溫塑性，拉伸延伸率應在20%以上。因此，有效地改善和提高鎂合金室溫塑性是解決鎂合金工程應用的關鍵。

目前國內外在變形鎂合金研究方面主要側重于合金化、細晶強化、材料加工成型技術等方面，希望以此來改善鎂合金的強度、塑性、抗腐蝕等性能。早期有添加釔（Y）、硅（Si）等合金元素以提升鎂合金超塑性成形及制造的專利報告，但因成形溫度須高達200℃，對于室溫成形性沒有太大改善，而且制造方法復雜，不能得到普遍應用。還有在鎂中加入銦（In）和銀（Ag）等合金元素可使鎂合金的軸比c/a降低，從而激發非基面滑移，進而可提高室溫塑性，但這些元素都是價格昂貴的元素，不適合大規模應用。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種高室溫塑性鎂合金材料及其制備方法，該鎂合金材料具有高的室溫塑性，并且成本低、制備工藝簡單。

本發明公開了一種高室溫塑性鎂合金材料，所述鎂合金材料按質量百分比計由以下組分組成：

Li?????????1.0%~5.0%；

Al?????????2.5%~3.5%；

Zn?????????0.7%~1.3%；

Mn????????0.2%~0.5%；

雜質???????≤0.3%；

鎂???余量。

進一步，所述鎂合金材料按質量百分比計由以下組分組成：

Li?????????5.0%；

Al?????????3.0%；

Zn?????????1.0%；

Mn????????0.3%；

雜質???????≤0.3%；

鎂???余量。

本發明還公開了上述高室溫塑性鎂合金材料的制備方法，將配方量的純鋰和AZ31鎂合金在抽真空并通入惰性氣體的條件下加熱至720℃，待合金完全熔化后，700℃保溫靜置15分鐘，然后將熔煉的合金液澆注到模具中，得到鑄態的鎂合金。

進一步，將鑄態的鎂合金380℃保溫3小時后擠壓成鎂合金板材。

本發明的有益效果在于：本發明在AZ31鎂合金中加入了Li元素，加入Li可以起到兩個方面的作用：一是Li的加入可以減輕材料的密度；二是添加Li?后減小了六方晶系α-Mg的c/a值，原子間距的減小降低了六方晶格沿{10???????????????????????????????????????????????0},〈110〉棱面滑移的啟動能，使得該滑移在室溫下也能開動，即鎂合金的基面織構強度明顯減弱，降低了合金的各向異性，提高了合金的室溫延展性和變形性。

本發明的鎂合金材料，其鑄態平均晶粒尺寸為400μm左右，擠壓態平均晶粒尺寸為30μm左右，擠壓態合金的延伸率可以達到31%，具有較高的室溫塑性；而與之相對應的AZ31鎂合金的鑄態平均晶粒尺寸為600μm，擠壓態平均晶粒尺寸為48μm，擠壓態合金的延伸率僅為23%。同時，本發明的鎂合金沿不同方向拉伸時的抗拉強度和屈服強度相差較小，各向異性程度低，而與之相對應的AZ31鎂合金各向異性現象較為明顯。另外，本發明添加的合金元素成本相對較低，并且制備工藝簡單。

附圖說明

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中：

圖1為AZ31鎂合金及實施例1~3鎂合金的擠壓態組織照片。

具體實施方式

以下將參照附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。

實施例1

本實施例的高室溫塑性鎂合金材料按質量百分比計由以下組分組成：

Li?????????1.0%；