[發明專利]一種具有高延展性高強鎂合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201711017212.0
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107747014B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 張志強;尹思奇;寶磊;樂啟熾;崔建忠
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22C1/03;C22F1/06;B22D11/115
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種具有高延展性高強鎂合金，其特征在于，合金中各組份及其質量百分比為：7.0～9.0％的Zn，5.0～6.0％的Gd，0.6～1.0％的Zr，0.05～0.20％的Sr，0.2～1.5％的Y，雜質元素Si、Fe、Cu和Ni的總量小于0.02％，Mg為余量，Zn/Gd的原子比為2.8～4.0，晶粒平均尺寸為8～20μm；

所述的具有高延展性高強鎂合金的制備方法，包括下述步驟：

(1)將Mg、Zn、Gd、Y、Sr和Zr按所述的成分配料，其中Mg和Zn以工業純Mg和純Zn的形式添加，Gd、Y、Sr和Zr分別以Mg-Gd、Mg-Y、Mg-Sr和Mg-Zr中間合金的形式添加；

(2)將步驟(1)的原料分別置于烘箱中進行預熱，預熱溫度為150～200℃，預熱時間為2～3h；

(3)將熔化爐升溫至650～750℃，將已預熱的純Mg、Mg-Gd和Mg-Y中間合金放入熔化爐中進行熔化，熔化過程中需通入保護氣體和覆蓋劑加以保護，待上述原料全部熔化后，采用攪拌器對合金液攪拌5～10min使其均勻混合，然后清除合金液表面的熔渣；

(4)將上述合金液升溫至780～800℃后分批次加入Mg-Zr中間合金，待中間合金完全熔化后進行充分攪拌；將合金液溫度降至720～740℃加入純Zn和Mg-Sr中間合金，待其完全熔化后；采用Ar氣和溶劑對合金液進行精煉處理，熔體經攪拌和扒渣后在700～720℃保溫靜置30～60min進行鑄造；

(5)對步驟(4)中鑄造的錠坯放入帶有循環風的電阻式加熱爐中進行雙級均勻化處理，均勻化處理制度為：在300～350℃保溫2～5h后升溫至400～500℃保溫8～10h；

(6)對步驟(5)中均勻化后的錠坯進行表面車削，將錠坯直徑和長度加工到與擠壓機擠壓筒內徑和長度相匹配；將加工好的錠坯放入加熱爐中加熱到300～400℃后，保溫2～5h；

(7)對步驟(6)中加熱好的錠坯放入事先預熱的擠壓筒中進行擠壓，擠壓速度為1.0～5.0m/min，擠壓筒預熱溫度為300～400℃，擠壓比為10～50:1，得到擠壓棒材；

(8)對步驟(7)獲得的擠壓棒材進行時效處理，其工藝制度為：在150～200℃保溫15～30h后空冷，制得高延展性高強度鎂合金擠壓材。

2.根據權利要求1所述的具有高延展性高強鎂合金，其特征在于，合金中各組份及其質量百分比為：7.0％Zn，5.0％Gd，0.05％Sr，1.0％Y和0.6％Zr，雜質元素Si、Fe、Cu和Ni的總量小于0.02％，Mg為余量，其中Zn/Gd的原子比為3.4。

3.根據權利要求1所述的具有高延展性高強鎂合金，其特征在于，所述步驟(4)中的鑄造采用低頻電磁油滑半連續鑄造方法，鑄造工藝制度為：電磁場頻率為15～30Hz，磁場強度為15～30mT，鑄造速度為20～80mm/min，冷卻水量為50～400L/min，結晶器為鍛鋁套結晶器。

4.根據權利要求1所述的具有高延展性高強鎂合金，其特征在于，所述保護氣體為SF₆+CO₂+空氣混合氣體，SF₆:CO₂:空氣體積比為0.5:40:50。

5.根據權利要求1所述的具有高延展性高強鎂合金，其特征在于，所述制備的鎂合金力學性能指標如下：室溫抗拉強度為320～350MPa，室溫屈服強度為280～300MPa，室溫伸長率為15％以上，中低溫伸長率為100～900％。