[發明專利]一種鎂鋁鋅鈰合金及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710391620.6
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107164675B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 趙志浩;王高松;陳慶強;羅周梅;朱慶豐;朱成;陶凱
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02;C22C1/03;B23K35/28;B23K35/40;B21C37/04
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李娜;李馨

本發明涉及一種鎂鋁鋅鈰合金及其制備方法和應用，具體涉及一種耐磨鎂鋁鋅鈰合金、該鎂鋁鋅鈰合金堆焊焊絲及其制備方法，屬于金屬材料技術及冶金技術領域。一種鎂鋁鋅鈰合金，所述鎂鋁鋅鈰合金化學成分按質量百分比為：Al 7.13～8.08％，Zn0.19～1.22％，Mn 0.41～0.65％，Ce 0.64～2.51％，余量為Mg。在室溫干摩擦磨損試驗條件下，本發明的Mg?Al?Zn?Ce鎂合金焊絲堆焊后，其相對耐磨性可達2.35。

技術領域

本發明涉及一種鎂鋁鋅鈰合金及其制備方法和應用，具體涉及一種耐磨鎂鋁鋅鈰合金、該鎂鋁鋅鈰合金堆焊焊絲及其制備方法，屬于金屬材料技術及冶金技術領域。

背景技術

鎂及鎂合金作為目前最輕的工程結構材料之一，密度約為鋁的2/3、鋼的1/4。具有較好的減震性、電磁屏蔽性，同時還具有良好的導電性、生物相容性等優點。這些特點使其在汽車、電子、國防和醫療等領域有著廣泛的應用前景。作為高性能結構材料，鎂合金構件不可避免的需要進行堆焊焊接。堆焊是在工件的邊緣或表面熔覆一層具有耐磨或耐蝕等性能的金屬層的焊接工藝，對于提高零件的性能和使用壽命有著重要的作用，降低了生產成本，目前越來越廣泛地應用于零件的制造或表面快速修復等領域。

Mg-Al-Zn系鎂合金是目前商業化應用最廣泛的變形鎂合金，它具有較好的強度及延伸率。隨著鎂合金加工技術的不斷發展，Mg-Al-Zn系鎂合金在自行車、汽車零部件、3C產品外殼等領域前景看好，因此，工程上對于適用于Mg-Al-Zn系鎂合金的焊絲材料的需求十分迫切。而且，由于鎂合金產品的使用環境越來越復雜，其對焊接質量的要求也在逐步提高，尤其對堆焊層耐磨性提出了較高的要求。目前國內Mg-Al-Zn系鎂合金表面的堆焊主要使用與母材化學成分相同的焊絲，在焊接過程中存在合金元素氧化揮發嚴重、堆焊層耐磨性差等問題。

此外，由于鎂合金為密排六方結構，常溫下參與變形的滑移系較少，冷變形能力較差，塑性加工成型困難，很難實現大批量工業生產。一般鎂合金焊絲拉拔工藝需多道次小變形量連續拉絲，拉拔速度較慢，單道次變形量僅為10％左右，且需要進行多次中間退火，從而導致拉拔工藝復雜，生產效率低，容易發生斷絲。申請號為200320128716.7的中國專利提出了一種鎂合金絲拉拔方法，利用擠壓工藝制備直徑大于2mm的較粗鎂合金絲，在拉拔鎂合金絲過程中加熱拔絲模，通過拔絲模將熱量傳遞給鎂合金絲，增大其塑性，以實現拉拔鎂合金絲。該技術的特點是對模具要求不高，鎂合金絲表面質量好，設備簡單。但在該技術中模具長期處于高溫狀態，會嚴重影響模具的使用壽命，此外，該技術通過拉絲模具對鎂合金絲加熱的方式效率較低，當拉拔速度較快時無法對鎂合金絲進行有效的加熱。因此，優化焊絲生產方法，提高焊絲的拉拔生產效率，對鎂合金結構材料的發展有重要意義。申請號為201010172787.1的中國專利本發明介紹了一種鎂合金絲的電磁拉拔方法及裝置，包括使用一定孔徑的拔絲模具以及收卷和放卷裝置，在拔絲模具進絲端外側設置中、高頻電磁場發生器，在拔絲過程中，控制電磁場強度和功率及鎂合金絲的移動速度，使鎂合金絲粗線坯在溫度250～500℃下以一定的速度通過拔絲模具，得到鎂合金絲細絲。該技術具有鎂合金絲在中、高頻電磁場作用下塑性變形能力大幅提高，拉拔力小，鎂合金絲粗線坯加熱速度快，得到的鎂合金絲的表面質量和力學性能優異等優點。但是該技術設備較復雜，需要配備中、高頻電磁場發生器等裝置，拉拔過程中還需要不斷通入保護氣體，生產成本較高。此外，由于電磁感應的方式加熱速度極快，需要靈敏的溫度反饋裝置，普通的測溫方式如霍爾元件測溫、熱電偶測溫難以滿足其要求。

發明內容

本發明的目的在于通過新的配方設計而提供一種適用于Mg-Al-Zn系鎂合金表面堆焊用焊絲材料及其制備方法，以提高堆焊層的耐磨性能，降低焊絲的生產難度，同時降低生產成本

一種鎂鋁鋅鈰合金，其特征在于：所述鎂鋁鋅鈰合金化學成分按質量百分比為：Al7.13～8.08％，Zn 0.19～1.22％，Mn 0.41～0.65％，Ce 0.64～2.51％，余量為Mg。