[發明專利]一種低成本高強度高導熱鎂合金材料及其制造方法

在審

• 申請號: 202010108724.3
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN113293329A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 徐世偉;唐偉能;謝玉;秦云;鄭明毅;喬曉光
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C23/06;C22C1/02
• 代理公司: 上海東信專利商標事務所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

本發明公開了一種低成本高強度高導熱鎂合金材料，其化學元素質量百分比為：Mn：1.0?3.0％；La：0.5?3.0％；Sr：0.02?1.0％；Si：0.01?0.5％；余量為Mg和其他不可避免的雜質。此外本發明還公開了一種上述的鎂合金材料的制造方法，其步驟包括：配料，熔煉，澆鑄，切割，以得到擠壓坯料；(2)擠壓：將擠壓坯料加熱保溫后，放入擠壓機擠壓成擠壓型材，其中，擠壓機的推桿速度為0.1?20mm/s，擠壓比為(10?100)：1。本發明所述的鎂合金材料采用優化的合金成分設計，降低了合金成本還獲得高導熱性能和優異的力學性能。

技術領域

本發明涉及一種合金及其制造方法，尤其涉及一種鎂合金及其制造方法。

背景技術

目前廣泛應用的商業鎂合金熱導率普遍較低，一般的鎂合金的強度和延伸率都還不夠高，著火點低，耐熱使用性不夠，因此限制了其應用范圍?，F有技術中的高強度鎂合金中主要含有大量的稀土或者是鈧、釔等元素，而添加大量的稀土和高價元素會導致鎂合金成本較高。而且由于稀土元素的原子序數都較大，大量稀土元素的使用會導致該合金的密度偏大，從而降低了鎂合金輕質的優勢。

例如：公開號為CN102485928A，公開日為2012年6月6日，名稱為“含富鈰混合稀土的高強度耐熱鎂合金及其制備加工方法”的中國專利文獻公開了一種含混合稀土的高強度耐熱變形鎂合金，其成分中加入了高達6.5～15wt％的Y元素，造成該合金成本過高。另一方面，由于該鎂合金中還加入了Zr，也進一步推高了合金的成本。此外，該鎂合金由于稀土含量高，密度也偏大。因此該類合金的減重效果亦受限。

又例如：公開號為CN105088037A，公開日為2015年11月25日，名稱為“一種Mg-RE-Mn系多元鎂合金及其制備方法”的中國專利文獻公開了一種高導熱壓鑄耐腐蝕鎂合金，該鎂合金的成分含量為RE的含量為0.5～6wt％，Zn的含量為0.001～0.5wt％，Ca的含量為0.001～1.2wt％，Mn的含量為0.4～2.2wt％，其余為Mg。該鎂合金在25℃條件下，時效后導熱率大于100W/(m·K)，壓鑄鑄錠抗拉強度大于140MPa，屈服強度大于100MPa，延伸率大于2％，可用作電子器件的散熱系統結構材料及抗腐蝕與高導熱適用場合。但是該合金材料的強度不高，塑性也不高。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種低成本高強度高導熱鎂合金材料，其旨在解決現有的高稀土含量鎂合金的成本高、導熱性能差、強度不夠的問題，本發明所述的鎂合金材料成本低、強度高、塑性高、導熱高，能夠滿足用戶對高性能材料的迫切需要，進而擴大鎂合金材料在航空航天、汽車以及軌道列車領域的應用。

為了實現上述目的，本發明提供了一種低成本高強度高導熱鎂合金材料，其化學元素質量百分比為：

Mn：1.0-3.0％；

La：0.5-3.0％；

Sr：0.02-1.0％；

Si：0.01-0.5％；

余量為Mg和其他不可避免的雜質。

進一步地，在本發明所述的低成本高強度高導熱鎂合金材料中，Mn、La、Sr和Si的質量百分比含量滿足下列各項的至少其中之一：

Mn：2.3-2.5％；

La：2.0-2.6％；

Sr：0.6-1.0％；

Si：0.1-0.3％。

在本發明所述的技術方案中，合金元素例如鎂、鑭、錳、硅、鍶的添加，是因為主要合金元素的原子半徑一個比鎂原子大、一個比鎂小，合金元素之間混合焓的負值越大越可能形成穩定的原子間結合，有利于在變形過程中獲得強化效果比較好的納米級的析出物以及穩定的高熔點析出物，從而使該合金具有更高的強度和耐高溫性能。