[發明專利]一種高強度和高屈強比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201810934268.0
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN108866410A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 趙東清;周吉學;宋曉村;馬百常;劉玉;劉運騰;楊院生;王美芳
• 申請（專利權）人: 山東省科學院新材料研究所
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02;C22C23/06;C22C23/00;C22C1/03;C22F1/06;C22F1/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

1.一種高強度和高屈強比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金，其特征在于，所述高強度和高屈強比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金由以下質量百分含量的組分組成：Al：2.0～6.0％；Ca：1.0～4.0％；Y：0.5～6.0％；Mn：0.002～1.0％；其余為鎂和不可避免雜質。

2.如權利要求1所述的一種高強度和高屈強比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金，其特征在于，所述鎂合金各組份質量百分含量為：Al：3.0～5.0％；Ca：2.0～3.5％；Y：1.0～5.0％；Mn：0.002～0.6％；其余為鎂和不可避免雜質。

3.如權利要求1所述的一種高強度和高屈強比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金，其特征在于，所述的鎂合金各組份質量百分含量為：Al：3.0～4.5％；Ca：2.5～3.5％；Y：2.0～4.0％；Mn：0.1～0.4％；其余為鎂和不可避免雜質。

4.如權利要求1-3任一項所述的高強度和高屈強比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金，其特征在于，所述不可避免雜質元素含量低于1.0wt％。

5.權利要求1-4任一項所述高強度和高屈強比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金的制備方法，其特征在于，所述方法包括：

S1.合金熔煉與澆鑄：將純Mg全部熔化后，向其中加入預熱后的純Al、Mg-Ca、Mg-Y和Mg-Mn中間合金，溶解混合均勻，澆鑄成錠；

S2.合金的均勻化：將澆鑄成型的鑄錠經保溫后進行水淬處理；

S3.合金的擠壓加工：將均勻化后的鑄錠機加工至合適尺寸，采用熱擠壓工藝擠壓成型，空冷至室溫。

6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，先將工業純Mg、工業純Al、Mg-Ca、Mg-Y和Mg-Mn中間合金在200℃下預熱20～40分鐘；升溫至700℃后保溫使工業純Mg全部熔化，然后加入預熱過的純Al、Mg-Ca、Mg-Y和Mg-Mn中間合金，升溫至740℃后保溫20～30分鐘，待合金化元素完全熔解，攪拌均勻，靜置保溫20分鐘后降溫到690～700℃，在保護氣體條件下澆鑄成錠；

優選的，所述步驟S1中，先將工業純Mg、工業純Al、Mg-Ca、Mg-Y和Mg-Mn中間合金在200℃下預熱30分鐘；在通有CO₂和SF₆混合氣體保護的電阻爐中加熱純Mg，在700℃保溫使其全部熔化，然后加入預熱過的純Al、Mg-Ca、Mg-Y和Mg-Mn中間合金，升溫至740℃后保溫20～30分鐘，待合金化元素完全熔解，攪拌均勻，靜置保溫20分鐘后降溫到690～700℃，在CO₂和SF₆混合氣體保護下澆鑄成錠。

7.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，合金的均勻化具體方法為：將澆鑄成型的鑄錠在CO₂和SF₆混合氣體保護下480～520℃保溫2～8小時，80℃以上熱水水淬。

8.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，熱擠壓工藝具體為：將機加工后的擠壓胚料在350～450℃下預熱30～120min，然后擠壓成型。

9.如權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，所述CO₂和SF₆混合氣體中，按體積百分比計，CO₂占99～99.5％，SF₆占0.5～1.0％。

10.權利要求1-4任一項所述高強度和高屈強比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金和/或權利要求5-9任一項所述制備方法得到的高強度和高屈強比Mg-Al-Ca-Y-Mn系鎂合金在航空航天、汽車、電子產品領域中的應用。