[發(fā)明專利]一種壓鑄鎂合金及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011408766.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-03
• 公開（公告）號(hào): CN112522561A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃正華;趙虎;陳峰;康躍華;宋東福;李衛(wèi)榮;朱偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省科學(xué)院材料與加工研究所;東莞宜安科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C23/02
• 分類號(hào): C22C23/02;C22C23/06;B22D17/08;C22C1/03
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 楊勛

本發(fā)明公開了一種壓鑄鎂合金及其制備方法，涉及金屬材料領(lǐng)域。該壓鑄鎂合金包括：Al：2.0～3.5％、Nd：1.0～3.5％、Zn：0.2～0.6％、Mn：0.05～0.2％，余量為Mg。該壓鑄鎂合金通過Nd的加入、大幅降低Al含量以及稍微降低Zn和Mn含量，可使得該合金的壓鑄態(tài)室溫抗拉強(qiáng)度為250～260MPa，伸長率為15.0～17.0％，導(dǎo)熱系數(shù)為88.5～105.0W/m·k，流動(dòng)長度為1080～1165mm。相同條件下對(duì)比AZ91D合金，抗拉強(qiáng)度提高5～9％，伸長率提高150～183％，導(dǎo)熱系數(shù)提高45～72％，流動(dòng)長度基本相當(dāng)，使其具有中強(qiáng)、高塑、高導(dǎo)熱、高流動(dòng)性的優(yōu)異綜合性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種壓鑄鎂合金及其制備方法。

背景技術(shù)

鎂合金具有低密度、高比剛度和比強(qiáng)度、良好的減振降噪和電磁屏蔽性能、易加工、構(gòu)件尺寸相對(duì)穩(wěn)定、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、航天航空、通訊電子等領(lǐng)域。近年來，蓬勃發(fā)展的5G通訊和新能源汽車關(guān)鍵部件(如濾波器殼體、電池包殼體/托盤等)的輕量化對(duì)鎂合金材料的綜合性能和成型技術(shù)提出了更高的要求，鎂合金材料應(yīng)在滿足力學(xué)性能和鑄造工藝性能的同時(shí)具備良好的導(dǎo)熱性能。

目前，國內(nèi)外有關(guān)壓鑄鎂合金的研究主要集中在Mg-Al系合金(如最常用的AZ91D合金)，使用量占?jí)鸿T鎂合金總量的90％以上。但該系合金組織中的主要強(qiáng)化相Mg₁₇Al₁₂呈半連續(xù)網(wǎng)狀分布，導(dǎo)致力學(xué)性能相對(duì)較低，壓鑄塑性一般低于8％。同時(shí)成分中的高Al含量導(dǎo)致固溶于Mg基體中的Al含量相對(duì)較高，導(dǎo)熱性能隨之顯著降低，不能滿足5G通訊和新能源汽車關(guān)鍵部件對(duì)鎂合金材料散熱性能的要求。因此有必要開發(fā)兼具優(yōu)異的綜合力學(xué)性能、導(dǎo)熱性能以及鑄造工藝性能的新型壓鑄鎂合金，從而拓寬鎂合金材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

在Mg-Al系合金中添加稀土RE是常用的合金化方法之一。在凈化合金熔體的同時(shí)，在凝固過程中添加的RE會(huì)優(yōu)先與Al相結(jié)合，生成高熱穩(wěn)定性的Al-RE相，有效抑制低熱穩(wěn)定性Mg₁₇Al₁₂相的析出，并能顯著細(xì)化組織，因此添加RE能有效改善Mg-Al系合金的組織、成形性和提高力學(xué)性能、導(dǎo)熱性能。在所有稀土中，Nd對(duì)改善鎂合金組織和提高性能的效果較明顯，價(jià)格相對(duì)便宜，因此國內(nèi)外研究學(xué)者亦開展了含Nd的Mg-Al系組織與性能的研究。

公開號(hào)為CN105385917B名稱為“高強(qiáng)度高塑性鎂合金及其制備方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)，公開了一種高強(qiáng)度高塑性鎂合金Mg-(7.5～9.0)Al-(0.5～1.0)Zn-(0.1～0.5)Mn-(0.1～1.0)La-(0.1～1.0)Y-(0.1～1.0)Nd-(0.1～1.0)Ca。通過復(fù)合添加3種稀土RE以及堿土Ca，降低彼此在Mg基體中的固溶度，減少稀土使用量，同時(shí)明顯提高合金的強(qiáng)化效果，壓鑄室溫抗拉強(qiáng)度為268～301MPa，屈服強(qiáng)度為175～195MPa，伸長率為5.2～10.2％。

公開號(hào)為CN1210424C名稱為“一種含Nd-Sr鑄造鎂合金及其制備方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)，公開了一種含Nd-Sr的鑄造鎂合金Mg-(4.5～5.5)Al-(0.3～0.6)Mn-(0.75～1.5)Nd-(0.75～1.5)Sr，通過稀土Nd和堿土Sr的綜合作用，在改善合金韌性的同時(shí)進(jìn)一步明顯提高抗拉強(qiáng)度，壓鑄室溫抗拉強(qiáng)度為255.5MPa，伸長率為17％。

公開號(hào)為CN109136699A名稱為“高導(dǎo)熱鎂合金、逆變器殼體、逆變器及汽車”的發(fā)明專利申請(qǐng)，公開了一種高導(dǎo)熱鎂合金Mg-(2.0～4.0)Al-(0.1～0.3)Mn-(1.0～2.0)La-(2.0～4.0)Ce-(0.1～1.0)Nd-(0.5～2.0)Zn-(0.1～0.5)Ca，通過3種稀土和堿土Ca的綜合作用，在具有非常高的導(dǎo)熱率的同時(shí)力學(xué)性能理想，壓鑄室溫抗拉強(qiáng)度為223～224MPa，屈服強(qiáng)度為152～155MPa，伸長率為5％，導(dǎo)熱系數(shù)為110～114W/m·k。該合金材料可用于制作汽車的逆變器殼體等。