[發(fā)明專利]一種高鋁高鍶含量的變形鎂合金及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201811336728.6 | 申請(qǐng)日： | 2018-11-12 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN109161765B | 公開（公告）日： | 2021-02-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 潘虎成;秦高梧;任玉平;楊延濤;李景仁;李松;左良 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 東北大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C22C23/02 | 分類號(hào)： | C22C23/02;C22C1/03;C22C23/00;C22C23/04;C22F1/02;C22F1/06 |
| 代理公司： | 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109 | 代理人： | 李在川 |
| 地址： | 110819 遼寧*** | 國(guó)省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 高鋁高鍶 含量 變形 鎂合金 及其 制備 方法 | ||
一種高鋁高鍶含量的變形鎂合金及其制備方法，屬于變形鎂合金材料領(lǐng)域。本發(fā)明的高鋁高鍶含量的變形鎂合金組分按質(zhì)量百分比為：鋁：3.00％～15.00％；鍶：2.00％～10.00％；鋅：0.1％～5.00％；錳：0.1％～3.00％；鋇：0.1％～5.00％，余量為鎂和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的制備方法為：先熔化純鎂鑄錠，充分熔化后，再加入金屬鋁、鍶、鋅、錳、鋇等，充分?jǐn)嚢柚鬂茶T成鑄錠，隨后進(jìn)行鑄錠的均勻化處理，經(jīng)過反向擠壓工藝擠壓得出相應(yīng)的擠壓型材。通過熔煉、均勻化處理及后續(xù)擠壓(反向擠壓)工藝制備出了強(qiáng)韌兼?zhèn)涞男滦妥冃捂V合金，其強(qiáng)度和韌性得到增強(qiáng)，有較好的力學(xué)性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鎂合金材料領(lǐng)域，特別是涉及一種高鋁高鍶含量的變形鎂合金及其制備方法。
背景技術(shù)
隨著近年來(lái)環(huán)境問題的日益嚴(yán)重及資源緊缺，節(jié)能降耗已經(jīng)成為急需解決的問題。材料的輕型化可很大程度上使得能源損耗水平下降，對(duì)提高能源使用率和保護(hù)環(huán)境有重要的意義。作為目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，鎂的密度僅有1.74g/cm3，只相當(dāng)于鋁的2/3，鋼的1/4，具有較高的比強(qiáng)度和比剛度，阻尼減震性能較好，機(jī)械加工性能良好以及良好的導(dǎo)熱性，尤其可以重復(fù)利用，因而被稱為21世紀(jì)的“綠色工程材料”。但是，由于鎂合金本身的強(qiáng)度比鋼以及鋁合金低，鎂合金在工業(yè)方面的應(yīng)用一直受到限制。提高鎂合金強(qiáng)度的方法已經(jīng)被大量研究，向鎂基體中添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪兀跓崽幚碜冃芜^程中通過強(qiáng)烈的析出強(qiáng)化以及細(xì)晶強(qiáng)化等效應(yīng)，可顯著提高鎂合金強(qiáng)度。如最近開發(fā)的重稀土Gd和Y含量達(dá)13wt.％以上的超高強(qiáng)變形Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金，經(jīng)變形及時(shí)效處理后合金的抗拉強(qiáng)度高500MPa。可是，加入高含量的稀土元素增添了合金的成本。并且加入稀土元素增加了合金的密度，限制了合金的應(yīng)用。因此，需要其他合適的元素取代稀土元素，來(lái)開發(fā)低成本高強(qiáng)變形鎂合金。
近幾年來(lái)有很多關(guān)于變形鎂合金和Al、Sr、Zn、Mn、Ba等元素在鎂合金中的作用的研究被廣泛關(guān)注。本專利通過添加合金元素鋁、鍶、鋅、錳、鋇等以充分利用細(xì)晶強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化，以期開發(fā)出新型的成本低廉、高力學(xué)性能的變形鎂合金。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高鋁高鍶含量的變形鎂合金及其制備方法，制備出不含稀土的強(qiáng)韌兼?zhèn)涞淖冃捂V合金。
一種高鋁高鍶含量的變形鎂合金，其組分按質(zhì)量百分比為：鋁：3.00～15.00％；鍶：2.00～10.00％；鋅：0～5.00％；錳：0～3.00％；鋇：0～5.00％，余量為鎂和不可避免的雜質(zhì)。
所述的高鋁高鍶含量的變形鎂合金，抗拉強(qiáng)度為：312～470MPa，屈服強(qiáng)度為：269～435MPa，延伸率為：6～18％。
一種高鋁高鍶含量的變形鎂合金的制備方法，具體包括如下步驟：
(1)準(zhǔn)備原料：按高鋁高鍶含量的變形鎂合金組分質(zhì)量百分比稱取所需原料；
(2)鑄錠熔煉：在保護(hù)氣體保護(hù)下，將原料分兩批次加入：第一批次：加入純鎂加熱至740～780℃，充分?jǐn)嚢璨⒋淙咳刍坏诙危杭尤爰冧X、鍶或鎂鍶中間合金、純鋅、錳或鎂錳中間合金、純鋇；充分?jǐn)嚢?～6分鐘，將熔液溫度控制在700～750℃靜置10～20分鐘，清除表面的浮渣，澆鑄至預(yù)熱到200～350℃的鐵模中，制得高鋁高鍶含量的變形鎂合金鑄錠；
(3)均勻化處理：將高鋁高鍶含量的變形鎂合金鑄錠隔絕空氣，加熱至480～520℃，保溫20～60小時(shí)，水淬后得到均勻化態(tài)的高鋁高鍶含量的變形鎂合金錠；
(4)反向擠壓：均勻化態(tài)的高鋁高鍶含量的變形鎂合金錠，車削掉表面氧化皮之后在230～350℃下預(yù)熱15分鐘，涂抹上石墨潤(rùn)滑，在230～350℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行反向擠壓，擠壓比為(10～30):1，擠壓速度為0.01～2m/min，得到高鋁高鍶含量的變形鎂合金棒材。
所述的步驟(1)中，原料均為純金屬或鎂中間合金。
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