[發明專利]一種高塑性稀土變形鎂合金

有效

• 申請號: 201410611017.0
• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN104313438A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 劉青春;劉英偉;翟海濤
• 申請（專利權）人: 山西八達鎂業有限公司
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22C1/06;C22C1/03
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;張宏

技術領域

本發明涉及鎂合金材料，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

在工程金屬材料中,?鎂材最顯著的特點是質量輕。鎂合金具有比強度、比剛度高，減振性能好，抗輻射能力強等一系列優點，是未來十分重要的金屬結構材料和功能材料。隨著世界各國對能源和環境保護越來越重視，鎂的研究與開發出現了新的局面，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。

發明內容

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

為解決以上技術問題，本發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≤0.15%；其余為鎂。

作為本發明的一種優選方式，鋅、錳、釹、和釔的質量百分比為：Zn1.9%；Mn0.75%；Nd0.63%；Y0.5%。其抗拉強度為σ_b=295MPa,屈服強度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%。

本發明鎂合金材料中由于添加了稀土元素Nd和Y，不但細化了合金的組織，增加了合金的流動性，改善了合金的鑄造性能，而且在后續的變形過程中阻礙再結晶晶粒的長大，細化變形組織，提高合金的力學性能。可以使合金熱變形過程中溫度升高時，開始出現局部熔化的溫度提高，有利于選擇更高的溫度進行擠壓，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，本發明所述的鎂合金適合快速擠壓變形。

同時，本發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，且鎂液熔化結束溫度控制在670-690℃；

?（2）合金化：鎂液熔化結束后在升溫攪拌過程中依次加入鋅錠和細度為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，用氮氣管吹起底渣，落入渣桶中的底渣由于密度大逐步將鎂液排出，重復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，吹氮氣精煉5-10min；

（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）轉液：通過倒吸泵將熔化爐中鎂液轉入保溫爐的凈化腔來實現鎂液凈化；

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

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

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

附圖說明

圖1是本發明方法中用到的半連續鑄棒生產線的結構示意圖。

圖2是本發明方法中用到的轉液及澆鑄結構示意圖。

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，7-第二鑄造機，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，15-轉液管，16-轉液泵，17-澆鑄泵，18-澆鑄管。

具體實施方式