[發明專利]一種低成本高導熱超高塑性鎂合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202010150073.4
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111218597B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 郭陽陽;任凌寶;范玲玲;張鈺雯茜;魯天惠;權高峰
• 申請（專利權）人: 成都天智輕量化科技有限公司
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22C1/03;C22F1/06;C22F1/02
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發明公開了一種低成本高導熱超高塑性鎂合金及其制備方法，屬于鎂合金材料技術領域。其化學元素組成質量百分含量包括：Zn 3.0～6％、Mn 0.25～0.65％、Ca 0.15～0655％、La 0.05～0.45％，其余為Mg和不可避免雜質，雜質總含量＝0.15％。本發明的低成本高導熱超高塑性鎂合金通過合理經濟的成分設計，即避免采用較為昂貴的稀土合金元素進行添加，在生產過程中，優化壓鑄工藝，以提高鎂合金的綜合力學性能和壓鑄性能，改善鎂合金的導熱率。具有較高的抗拉強度、屈強強度、高導性能和高延展性。

技術領域

本發明涉及鎂合金材料技術領域，具體涉及一種低成本高導熱超高塑性鎂合金及其制備方法。

背景技術

鎂合金具有質量輕、比強度和比剛度高以及良好的鑄造性能、電磁屏蔽和減震性能等特點，成為當今工業產品應用中增長速率最快的金屬材料。在航空航天、汽車、電子產品、國防軍事等領域具有重要應用價值和廣闊應用前景。

隨著我國電子技術飛速發展，電子產業的高性能、微型化、集成化發展趨勢，使得電子器件的總功率密度和發熱量大幅地增加，散熱問題越來越突出，尤其是對減重要求敏感的航空航天器件、便攜電器和通訊設備、交通工具等產品散熱系統的復雜結構件，既要求優良的導熱性能，同時還必須具有輕量化、高強度、便宜生產的特點，因此兼顧導熱性、力學性能和生產加工性能的輕質導熱鎂合金材料有著不可替代的作用和重要的應用背景。

純鎂室溫下的熱導率較高，約為157W/m*K，但強度太低，鑄態下的拉伸屈服強度約為21MPa。純鎂經過合金化后，其強度顯著提高，但導熱系數通常明顯降低，如現有的商業合金Mg-3Al-1Zn(AZ31)合金的導熱系數為78W/m*K、Mg-9Al-1Zn(AZ91)合金的導熱系數為55W/m*K、Mg-6Al-0.5Mn(AM60)合金的導熱系數為61W/m*K，它們的導熱系數都遠低于純鎂的導熱系數。目前鎂合金散熱器基本都是采用上述熱導率較低的商業鎂合金，鎂合金的散熱效果還遠沒有充分發揮出來。

與鑄造鎂合金相比，經過擠壓、鍛造、軋制等塑性成形方法加工的變形鎂合金具有更高的強度、更好的延展性，可以滿足更多樣化結構件的需求。然而，由于鎂合金具有密排六方結構，擠壓或軋制過程中很容易形成強基面織構，導致鎂合金成形性和塑性差，并表現出力學性能各向異性和拉壓屈服不對稱性，這已成為阻礙變形鎂合金大規模應用的瓶頸問題。

目前應用最多的商用變形鎂合金系主要有AZ、AM、ZK系。AZ和AM系合金，價格便宜，但絕對強度和屈強比均較低，應用受到限制；ZK系合金如ZK60，擠壓后屈服強度介于240～250MPa，抗拉強度達到325～340MPa，延伸率介于10～12％，但一般具有較強的變形織構，合金拉壓對稱性較低。有研究表明，稀土元素的添加，可激發非基面滑移，從而達到弱化變形織構并提高合金性能的目的，然而，僅僅通過添加稀土元素來弱化織構時，如要得到顯著效果，所需的稀土含量往往比較高，因而大大增加了合金的成本。鑒于此，亟待開發一種價格低廉、強度高，拉壓不對稱性低，并具有高的延伸率、優異的擠壓變形性能的綜合力學性能優良的變形鎂合金。

發明內容

本發明的目的是提供一種低成本高導熱超高塑性鎂合金及其制備方法，制備價格低廉、強度高，拉壓不對稱性低，并具有高的延伸率、優異的擠壓變形性能的綜合力學性能優良的變形鎂合金。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種低成本高導熱超高塑性鎂合金，其化學元素組成質量百分含量包括：Zn 3.0～6.0％、Mn 0.25～0.65％、Ca 0.15～0.65％、La 0.05～0.45％，其余為Mg和不可避免雜質，雜質總含量小于等于0.15％。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，上述低成本高導熱超高塑性鎂合金，其化學元素組成質量百分含量包括：Zn 3.7～4.2％、Mn 0.4～0.5％、Ca0.2～0.4％、La 0.15～0.25％，其余為Mg和不可避免雜質，雜質總含量小于等于0.15％。