[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度Mg-Li-Zn-Er超輕合金的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810915137.8
• 申請(qǐng)日: 2018-08-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108842075A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張揚(yáng);宋雷鵬;叢孟啟;盧雅琳;李小平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇理工學(xué)院
• 主分類號(hào): C22C1/03
• 分類號(hào): C22C1/03;C22C23/00;C22F1/06
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 陳麗萍

本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度Mg?Li?Zn?Er超輕合金的制備方法，所述制備方法包括：原料熔煉步驟，稱取純Mg、純Zn、Mg?Er中間合金、純Li和鋰鹽溶劑，經(jīng)過(guò)烘料、熔Mg、加Zn和Er、加Li、鑄造步驟，鑄造成Mg?Li?Zn?Er合金錠；塑性變形步驟，將得到的Mg?Li?Zn?Er合金錠進(jìn)行均勻化處理，再進(jìn)行塑性變形加工；熱處理步驟，將得到的完成塑性變形加工的Mg?Li?Zn?Er合金錠進(jìn)行時(shí)效處理，得到高強(qiáng)度的Mg?Li?Zn?Er超輕合金。所制備的Mg?Li?Zn?Er超輕合金具有較高的強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鎂合金的制備方法，特別涉及一種高強(qiáng)度Mg-Li-Zn-Er超輕合金的制備方法。

背景技術(shù)

鎂(Mg)合金具有密度低、來(lái)源廣泛、比強(qiáng)度和比剛度高等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色工程材料”。通過(guò)向鎂合金中添加Li進(jìn)行合金化，能夠進(jìn)一步降低其密度，并改善鎂合金的塑性，因此，鎂鋰合金在航空航天等對(duì)輕量化要求很高的領(lǐng)域有著廣泛的潛在應(yīng)用前景。目前來(lái)看，限制鎂鋰合金應(yīng)用的一大難題是其強(qiáng)度偏低，難以滿足工程應(yīng)用的要求，因此，開(kāi)發(fā)新型高強(qiáng)鎂鋰合金具有非常重要的價(jià)值。

鎂鋰合金中常用的合金元素包括Al、Zn、Si等，但是之前的研究表明，這些元素對(duì)于鎂鋰合金強(qiáng)度的提升幅度非常有限。稀土是鎂合金有效的強(qiáng)化元素，研究表明，La、Ce等輕稀土單獨(dú)添加或混合添加對(duì)于鎂鋰合金強(qiáng)度有一定的提升作用。與輕稀土相比，Gd、Y等重稀土對(duì)鎂合金的強(qiáng)化作用體現(xiàn)得更為突出，研究者們已開(kāi)發(fā)出一系列以Gd、Y為主要合金元素的高強(qiáng)鎂合金。許道奎等公開(kāi)了《一種準(zhǔn)晶相強(qiáng)化鎂鋰合金及其制備方法》(公開(kāi)號(hào)CN1948532A)，通過(guò)控制Zn和Y的配比，在合金中形成準(zhǔn)晶強(qiáng)化相，獲得一種具有較高強(qiáng)度的鎂鋰合金。與Y類似，Er的加入同樣能形成準(zhǔn)晶強(qiáng)化相。

因此，如何通過(guò)向鎂鋰合金中添加其他輔助的元素，獲得一種新型高強(qiáng)度Mg-Li超輕合金，成為亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種高強(qiáng)度Mg-Li-Zn-Er超輕合金的制備方法，包括以下步驟：

a)原料熔煉步驟，稱取純Mg、純Zn、Mg-Er中間合金、純Li和鋰鹽溶劑，經(jīng)過(guò)烘料、熔Mg、加Zn和Er、加Li、鑄造步驟，鑄造成Mg-Li-Zn-Er合金錠；

b)塑性變形步驟，將步驟a)得到的Mg-Li-Zn-Er合金錠進(jìn)行均勻化處理，再進(jìn)行塑性變形加工；

c)熱處理步驟，將步驟b)得到的完成塑性變形加工的Mg-Li-Zn-Er合金錠進(jìn)行時(shí)效處理，得到高強(qiáng)度的Mg-Li-Zn-Er超輕合金。

可選的，步驟a)中原料熔煉步驟為在SF₆和CO₂混合氣體保護(hù)下進(jìn)行。

可選的，步驟a)中將純Mg、純Zn、Mg-Er中間合金、純Li和鋰鹽溶劑經(jīng)過(guò)烘料、熔Mg、加Zn和Er、加Li和鑄造步驟，鑄造成Mg-Li-Zn-Er合金錠的具體步驟包括：

i)稱取純Mg、純Zn、Mg-Er中間合金和純Li，按照制備合金質(zhì)量的5-10％稱取鋰鹽溶劑，再將上述所有原料在180-250℃下預(yù)熱烘干3h以上，得到烘干的純Mg、純Zn、Mg-Er中間合金、純Li和鋰鹽溶劑；

ii)將步驟i)得到的烘干后的Mg和鋰鹽溶劑放入坩堝電阻爐中加熱熔化得到鎂液；鋰鹽溶劑的成分為重量比3:1的LiCl和LiF,鋰鹽溶劑受熱熔化后可以覆蓋在合金溶劑表面，有效地抑制合金氧化燃燒。