[發明專利]一種低成本高強鎂合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201811376656.8
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109252079B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 趙維民;孟帥舉;李其智;聞晶晶;秦嘉楠;余暉
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C1/03;C22F1/06
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

1.一種低成本高強鎂合金，其特征為該合金為Mg-Bi-Sn-Al-Zn-Ca-Y鎂合金，其化學成分質量百分比為：Bi 2.0～4.5wt％，Sn 2.0～4.5wt％，Al 1.0～3.0wt％，Zn 0.8～1.2wt％，Ca 0.02～0.1wt％，Y 0.02～0.1wt％，其余為鎂及不可避免的雜質；并且質量比Bi：Sn＝0.7～1.5：1；

所述的低成本高強鎂合金的制備方法，包括以下步驟：

1)純Mg錠、純Bi塊、純Sn塊、純Al塊、純Zn塊、Mg-Ca中間合金以及Mg-Y中間合金為原料，經表面預處理后，按所述的鎂合金成分的質量百分比備料；

2)將純Mg錠放入熔煉爐的坩堝中，設定爐溫710～760℃并保持，待其融化后，依次將預熱到50～70℃的純Bi塊，純Sn塊、純Zn塊和預熱到200～250℃的純Al塊、Mg-Ca中間合金以及Mg-Y中間合金加入到鎂熔液中；保溫15～40分鐘使熔化，然后攪拌5～10分鐘，再保溫靜置5～10分鐘；合金的熔化、攪拌和靜置是在CO₂和SF₆的混合氣體保護下進行的；

3)靜置后進行澆鑄，采用金屬模鑄造或半連續鑄造，制備成合金鑄錠；合金的澆注過程無需氣體保護；

4)將上步得到的合金鑄錠進行固溶處理，固溶處理工藝為：先在400～415℃下保溫處理12～36h,然后在440～460℃溫度下保溫處理6～12小時，然后淬火處理；熱處理過程無需氣體保護；

5)將上步得到的固溶處理后鑄錠切割成相應的坯料并去皮；

6)將上步得到的坯料在20～30分鐘之內加熱到270～400℃后，放入模具中進行擠壓處理，擠壓變形速度為0.1～10m/min，擠壓比為8～30；擠壓加工后進行空冷；

7)將上步得到的擠壓坯料，切割，然后在30分鐘之內加熱到T₁后，進行n道次降溫軋制加工，道次變形量為20％，最后一道軋制前控制溫度T_n，中間每道次降溫T℃，軋制加工結束后進行空冷，最后得到所述的高強韌變形鎂合金材料；

其中，T₁＝250～350℃，T_n＝100-150℃，T＝(T₁-T_n)/(n-1)，n＝3～5。

2.如權利要求1所述的低成本高強鎂合金，其特征為所述的制備方法中，CO₂和SF₆的混合氣體的組成為體積比為CO₂：SF₆＝50～100：1。

3.如權利要求2所述的低成本高強鎂合金，其特征為所述的制備方法中，擠壓模具為用于成形棒、板的模具。

4.如權利要求2所述的低成本高強鎂合金，其特征為所述的制備方法中，軋輥形狀為用于成形棒或板的軋輥。

5.如權利要求2所述的低成本高強鎂合金，其特征為所述的制備方法中，步驟2)中的攪拌為機械攪拌或吹氬氣攪拌。

6.如權利要求2所述的低成本高強鎂合金，其特征為所述的制備方法中，Mg-Ca中間合金為Mg-20Ca中間合金。

7.如權利要求2所述的低成本高強鎂合金，其特征為所述的制備方法中，Mg-Y中間合金為Mg-30Y中間合金。