[發(fā)明專利]一種高性能易鍛造的鎂合金材料及制備方法

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• 申請日: 2021-08-02
• 公開（公告）號: CN113564440A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王若冰;范佳;王瑞;樊曉澤;韓金強(qiáng);杜軍偉
• 申請（專利權(quán)）人: 西安四方超輕材料有限公司
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22F1/06;B21J5/00;C22C1/02
• 代理公司: 西安匠成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61255
• 代理人: 商宇科

本發(fā)明涉及一種高性能易鍛造的鎂合金材料及制備方法，本發(fā)明的鎂合金材料按質(zhì)量百分比，包括以下組成：Y元素：7.0％?10.0％，Cd元素：0.5％?1.5％，Ce/La：3.0％?4.0％。其余為鎂元素。本發(fā)明的鎂合金材料的力學(xué)性能較高且易于鍛造，抗拉強(qiáng)度可達(dá)到500MPa以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能易鍛造的鎂合金材料及制備方法。

背景技術(shù)

鎂合金被譽(yù)為“21世紀(jì)綠色結(jié)構(gòu)材料”，在交通運(yùn)輸、通訊儀器、輕工、航空、軍工等領(lǐng)域具備廣泛的應(yīng)用前景。目前鎂合金在汽車工業(yè)中的應(yīng)用以每年15％～20％的速度快速增加，遠(yuǎn)高于其他金屬材料。但其受制于塑形變形能力差和強(qiáng)度較低的缺陷，實際應(yīng)用方面較鋁合金及鋼鐵材料相距較大，尤其高溫性能下降過大，嚴(yán)重限制了其應(yīng)用。所以提高鎂合金強(qiáng)度，開發(fā)新型高強(qiáng)度鎂合金應(yīng)用材料是鎂合金研究中必須解決的問題。目前國內(nèi)外研究方向傾向于稀土元素合金化、快速凝固技術(shù)、大塑形變形及復(fù)合材料方面，以期獲得高強(qiáng)/超高強(qiáng)鎂合金材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，而提供一種高性能易鍛造的鎂合金材料及制備方法，其力學(xué)性能較高，抗拉強(qiáng)度可達(dá)到500MPa以上。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：本發(fā)明為一種高性能易鍛造的鎂合金材料，其特殊之處在于：所述鎂合金材料按質(zhì)量百分比，包括以下組成：Y元素：7.0％-10.0％，Cd元素：0.5％-1.5％，Ce/La：3.0％-4.0％，其余為鎂元素。

進(jìn)一步的，Y元素為Mg-Y中間合金。

進(jìn)一步的，Cd元素為Mg-Cd中間合金。

進(jìn)一步的，Ce/La元素為Mg-Ce/La復(fù)合中間合金。

進(jìn)一步的，Mg元素為純元素。

一種制備上述的高性能易鍛造的鎂合金材料的方法，其特殊之處在于：所述制備方法包括以下步驟：

1)合金配料:按照配合比例配合后熔煉成鑄錠，熔煉設(shè)備為中頻熔煉爐，合金鑄錠含Y元素：7.0％-10.0％，Cd元素：0.5％-1.5％，Ce/La：3.0％-4.0％，其余為鎂元素；

2)鑄錠退火：對鑄錠進(jìn)行均質(zhì)化處理：均質(zhì)化溫度：380℃-420℃，時間：10-12h；水淬；

3)鍛造。

進(jìn)一步的，步驟1)中的熔煉工藝如下：爐內(nèi)通入保護(hù)氣：SF₆+CO₂，SF6體積占比為：0.05-1％，其余為CO₂，加熱功率10-20kw預(yù)加熱10-25分鐘后，加熱功率15-35kw加熱至溶液全熔，然后在加熱功率30-35kw保溫20-40分鐘，再以加熱功率10-20kw降溫15-30分鐘至澆注溫度，澆鑄溫度：670℃-730℃，然后澆注。

進(jìn)一步的，步驟中3)鍛造的具體步驟如下：

鑄錠加熱時間：D÷1.0mm/min(D為鑄錠直徑，單位mm)；

鑄錠加熱溫度：350-400℃；

鍛造模具溫度：220-280℃；

鍛造比：3-4。

進(jìn)一步的，步驟中3)之后還包括步驟4)鍛造產(chǎn)品的時效處理：擠壓產(chǎn)品固溶處理溫度：180℃-250℃，保溫時間：4-10小時。

本發(fā)明的有益效果是：

1)在合金中添加7％-10％的Y元素以增強(qiáng)合金的固溶強(qiáng)化作用和細(xì)晶強(qiáng)化作用；