[發(fā)明專利]一種高塑性稀土變形鎂合金

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410611017.0
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN104313438A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉青春;劉英偉;翟海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 山西八達(dá)鎂業(yè)有限公司
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22C1/06;C22C1/03
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;張宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鎂合金材料，特別是一種Mg-Zn-Mn合金，以及這種合金材料的制備方法。

背景技術(shù)

在工程金屬材料中,?鎂材最顯著的特點(diǎn)是質(zhì)量輕。鎂合金具有比強(qiáng)度、比剛度高，減振性能好，抗輻射能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，是未來十分重要的金屬結(jié)構(gòu)材料和功能材料。隨著世界各國對能源和環(huán)境保護(hù)越來越重視，鎂的研究與開發(fā)出現(xiàn)了新的局面，鎂材成為迅速崛起的新型工程材料。

Mg-2Zn-lMn是Mg-Zn系合金中合金化程度較低的一類合金，其熱擠壓性能優(yōu)于AZ31合金，適合用快速擠壓來降低制品成本，但是其晶粒較粗大，有熱烈傾向。

發(fā)明內(nèi)容

????本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠提高合金力學(xué)性能特別是高塑性的稀土變形鎂合金。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種高塑性稀土變形鎂合金，包括鎂、鋅、錳、釹、和釔，各組份的質(zhì)量百分比為：Zn1.3~2.5%；Mn0.7~1.3%；Nd0.3~0.7%；Y0.3~0.7%；不可避免的雜質(zhì)≤0.15%；其余為鎂。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，鋅、錳、釹、和釔的質(zhì)量百分比為：Zn1.9%；Mn0.75%；Nd0.63%；Y0.5%。其抗拉強(qiáng)度為σ_b=295MPa,屈服強(qiáng)度σ_0.2=215MPa，延伸率為δ=25%，通過二次擠壓延伸可以提高到δ=32%。

本發(fā)明鎂合金材料中由于添加了稀土元素Nd和Y，不但細(xì)化了合金的組織，增加了合金的流動性，改善了合金的鑄造性能，而且在后續(xù)的變形過程中阻礙再結(jié)晶晶粒的長大，細(xì)化變形組織，提高合金的力學(xué)性能?？梢允购辖馃嶙冃芜^程中溫度升高時，開始出現(xiàn)局部熔化的溫度提高，有利于選擇更高的溫度進(jìn)行擠壓，以提高合金熱變形塑性、減少擠壓變形抗力，從而提高擠壓速率。因此，本發(fā)明所述的鎂合金適合快速擠壓變形。

同時，本發(fā)明還提供一種高塑性稀土變形鎂合金的制備方法，該方法中采用的是以上所述的鎂合金的組分、含量，包括步驟：

（1）熔化：將鎂錠投入熔化爐并加熔劑熔化，熔劑用量占爐料總量的4-7%，熔化過程中撒入覆蓋劑以防止燃燒，整個熔化過程控制在3-6小時，且鎂液熔化結(jié)束溫度控制在670-690℃；

?（2）合金化：鎂液熔化結(jié)束后在升溫?cái)嚢柽^程中依次加入鋅錠和細(xì)度為120目的錳粉；

?（3）精煉及提渣：在720-750℃時添加精煉劑，精煉劑用量占爐料總量的2-3%，精煉時間40-60min，最后15min將提渣筒放入鎂液中，用氮?dú)夤艽灯鸬自淙朐爸械牡自捎诿芏却笾鸩綄㈡V液排出，重復(fù)提渣過程直至干凈為止；

?（4）添加稀土釹及釔：升溫至760-770℃加入鎂釹、鎂釔中間合金，吹氮?dú)饩珶?-10min；

（5）靜置降溫：使鋁錳相、夾雜物和熔劑沉降，整個過程時間控制在40-60min，最終溫度控制在690-710℃；

（6）轉(zhuǎn)液：通過倒吸泵將熔化爐中鎂液轉(zhuǎn)入保溫爐的凈化腔來實(shí)現(xiàn)鎂液凈化；

（7）半連續(xù)鑄棒：保溫爐澆鑄腔內(nèi)的澆鑄泵及澆鑄管將鎂液注入鑄錠機(jī)上的結(jié)晶器內(nèi)，開啟冷卻水和鑄錠機(jī)進(jìn)行半連續(xù)鑄棒，澆鑄溫度控制在690-710℃；

（8）擠壓加工：將鑄錠在410-420℃下進(jìn)行14-16小時均勻化退火處理后，進(jìn)行扯皮，將扯皮的鑄錠在溫度390-400℃下進(jìn)行變形加工成制品。

????本發(fā)明鎂合金材料采用常規(guī)鑄錠制備手段熔鑄，工藝簡單，具有工業(yè)使用價(jià)值，使得現(xiàn)有的工業(yè)條件就能直接生產(chǎn)出高塑性鎂合金。不需要施加特殊的塑性變形工藝措施，在普通工業(yè)化擠壓、扎制、鍛造等變形加工設(shè)備上就能變形加工，即可獲得高于AZ31鎂合金的性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法中用到的半連續(xù)鑄棒生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明方法中用到的轉(zhuǎn)液及澆鑄結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-第一熔化爐，2-第二熔化爐，3-第三熔化爐，4-第四熔化爐，5-保溫爐，6-第一鑄造機(jī)，7-第二鑄造機(jī)，8-I腔，9-II腔，10-III腔，11-流孔，12-第一鋼板，13-第二鋼板，14-篩網(wǎng)，15-轉(zhuǎn)液管，16-轉(zhuǎn)液泵，17-澆鑄泵，18-澆鑄管。

具體實(shí)施方式