[發(fā)明專利]一種Mg-Sn-Ti變形鎂合金及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410157700.1
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN103882272A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯愛濤;喻正文;潘復(fù)生;林翰;楊如民;張磊;汪琴;許婷熠
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C1/03;C22F1/06
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，特別是涉及一種新型Mg-Sn-Ti變形鎂合金及其制備方法。

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背景技術(shù)

隨著科技的不斷發(fā)展，全球資源的消耗越來越大，導(dǎo)致石油、煤炭等不可再生資源的日趨枯竭，因此，大力發(fā)展以降低能耗，減少碳排放為目標的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，成為目前材料科學(xué)研究中的熱點。而鎂以其密度小，儲量大等優(yōu)點，在新材料的研發(fā)過程中，得到了廣泛的關(guān)注。目前，使用較為廣泛的含Al的AZ系鎂合金，其室溫性能優(yōu)異，但高溫穩(wěn)定性差；而含Zn和Zr的ZK系鎂合金，其高溫穩(wěn)定性好，但熔煉過程中合金元素Zr的燒損嚴重，導(dǎo)致成本較高，不利于進一步發(fā)展和應(yīng)用；含稀土元素（RE）的鎂合金，具有十分優(yōu)異的室溫延展性（Mg-RE二元鎂合金）和較高使用強度（Mg-RE-Zn系鎂合金），但由于稀土價格昂貴，多用于軍工等高端行業(yè)，且稀土資源越來越少，其價格隨之越來越貴。

因此，迫切需要開發(fā)不含稀土的高性能的鎂合金，不僅能在較高的溫度下使用，且合金具有較為優(yōu)異的室溫力學(xué)性能；所以，現(xiàn)在國內(nèi)外的很多研究者致力于新體系（不含稀土）的鎂合金的研究與開發(fā)。在這種大環(huán)境下，Mg-Sn體系又重新引起了人們的關(guān)注。

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發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種不含稀土的高塑性變形鎂合金；本發(fā)明還提供所述變形鎂合金的制備方法。

實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種Mg-Sn-Ti變形鎂合金，其特征在于，其成分含量為：Sn?1.00～10.00?wt.%，Ti0.10～1.00?wt.%，其余為Mg和不可避免的雜質(zhì)。

進一步，本發(fā)明還提供一種Mg-Sn-Ti變形鎂合金的制備方法，包括如下步驟：

1）熔煉鑄錠：按上述組份稱取原料，在覆蓋劑的保護下，先對Mg在720℃～750℃之間進行熔煉，待全部融化，溫度上升到750℃穩(wěn)定之后加入預(yù)熱至150℃的Sn和錫鈦中間合金，并加入精煉劑充分攪拌3～6分鐘，將熔體在750℃靜置20～30分鐘，并打掉表面的浮渣，在750℃的條件下澆注至預(yù)熱到250～350℃的鐵模中，制備出鎂合金鑄錠；

2）均勻化處理：將步驟1)所制備的鎂合金鑄錠用石墨覆蓋，在450～520℃的條件下均勻化處理24小時，然后水淬，得到均勻化處理的鎂合金鑄錠試樣；

3）擠壓：將步驟2)所均勻化處理后的鎂合金鑄錠試樣，去除表面氧化皮后在250～350℃下預(yù)熱2小時，在250～350℃下進行擠壓；擠壓比為25:1，擠壓速度為0.9～1.2m/min。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明提出的Mg-Sn-Ti三元合金是一種新型的不含稀土的變形鎂合金，在Mg-Sn-Ti三元體系中，Sn在Mg中的固溶度達到了14.48%，而Ti在Mg中幾乎不存在固溶度，并且Mg-Sn-Ti三元合金并沒有三元化合物，只有Mg-Sn相(Mg₂Sn)，Ti-Sn相（Ti₃Sn、Ti₂Sn、Ti₅Sn₃和Ti₆Sn₅）和Mg三相。在涉及的合金體系中，只存在著Mg₂Sn、α-Mg及α-Ti相。所以，Sn在Mg合金中不僅可以起到固溶強化的作用，還可以起到以Mg₂Sn的第二相復(fù)合強化的作用，而α-Ti在合金中抑制了晶粒的長大，起到了明顯的細晶強化作用。并通過傳統(tǒng)的變形擠壓的方法制備出強度和韌性都較好的Mg-Sn-Ti變形鎂合金。

2、本發(fā)明所用的原料都相對廉價的工業(yè)純錫和錫鈦中間合金原料，通過較為簡單的熔煉—均勻化熱處理—擠壓工藝制備出了強度和韌性都較好的新型變形鎂合金，該合金型材具有優(yōu)異的塑形加工性能，其綜合機械性能優(yōu)于傳統(tǒng)的商用鎂合金AZ31。

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具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

需要說明的是，以下各實施例中所述工業(yè)純鎂和工業(yè)純錫純度都在99%以上；鈦是以10%的錫鈦中間合金的形式添加；覆蓋劑采用現(xiàn)有的商用五號覆蓋劑，其成分是：MgCl₂=24-30%，KCl=20-26%，CaF₂=13-15%，BaCl₂=12-16%，NaCl+CaCl₂<8%；精煉劑采用六氯乙烷或氬氣。

一、Mg-Sn-Ti變形鎂合金的配方：