[發明專利]一種高強高塑耐熱鎂合金構件及其制備方法

有效

• 申請號: 202210432441.3
• 申請日: 2022-04-23
• 公開（公告）號: CN114836664B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 夏祥生;黃樹海;陳強;詹紅;肖寒;王艷彬;彭菲菲
• 申請（專利權）人: 中國兵器裝備集團西南技術工程研究所
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22C1/03;C22F1/06;B23P15/00
• 代理公司: 重慶立川知識產權代理事務所(普通合伙) 50285
• 代理人: 廖明亮

本發明提供了一種高強高塑耐熱鎂合金構件及其制備方法，它是由以下組分組成，Gd：5.0～9.0%，Y：2.0～6.0%，Zn：0.1～0.5%，Zr：0.3～1.0%，余量為Mg和不可避免的雜質，且其組分組成中稀土元素Gd和Y的質量百分比總和為8～12%；其制備方法的步驟包括合金熔煉、均勻化處理、強塑變、熱成形、溫變形：將所得成形件在200℃~250℃下加熱保溫2h后放入200℃預熱的模具中，變形量控制為3~10%、熱處理。制得的鎂合金構件晶粒細小，其在室溫下的抗拉強度≥428MPa，斷后伸長率≥12%，在200℃下的抗拉強度≥358MPa，斷后伸長率≥13%，可廣泛替代2A12等中強鋁合金，可進一步擴大鎂合金的應用范圍。

技術領域

本發明屬于鎂合金構件技術領域，具體涉及一種高強高塑耐熱鎂合金構件及其制備方法。

背景技術

作為密排結構的鎂合金，其塑性較低，特別是對于強度大于400MPa的稀土鎂合金構件來說，其塑性更低，通常在5%左右，盡管其具有明顯的輕量化優勢，但其應用遠遠落后于400MPa級的變形鋁合金。因此，開發一種高強高塑鎂合金構件，用來替代目前使用廣泛的2A12等變形鋁合金，對于擴大鎂合金的應用具有重要意義。

針對常規變形鎂合金存在的缺點，早在2007年，西安工業大學的李建平等人開發了一種高強耐熱變形鎂合金，按重量百分比(wt％)該合金的化學成分為Gd：4.5～12.5，Y：2.5～5.0，Zn：0.2～1.0，Zr：0.2～1.0，Mn：0.1～0.5，其余為Mg和不可避免地雜質組成，通過在在鎂合金的化學成份中加入了稀土元素釓、釔和金屬元素鋅、鋯和錳，稀土元素釓和釔增強了鎂合金的高溫性能，鋅、鋯和錳的加入提高了鎂合金的塑性和熱加工性。然而，該項技術實質上是針對鋁合金擠壓材料而開發的方案，仍然屬于對材料級別的改進，用其生產的鎂合金構件性能仍然欠佳。

發明內容

本發明目的在于提供一種性能優異的高強高塑耐熱鎂合金構件及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下所述技術方案。

一種高強高塑耐熱鎂合金構件，其特征在于，它是由按照質量百分比計的以下組分組成，Gd：5.0～9.0%，Y：2.0～6.0%，Zn：0.1～0.5%，Zr：0.3～1.0%，余量為Mg和不可避免的雜質，且其組分組成中稀土元素Gd和Y的質量百分比總和為8～12%。

前述高強高塑耐熱鎂合金構件的制備方法，其特征在于，

所述高強高塑耐熱鎂合金構件由按照質量百分比計的以下組分組成，

Gd：5.8～6.7%，Y：2.3～3.3%，Zn：0.2～0.8%，Zr：0.5～0.8%，余量為Mg和不可避免的雜質，且其組分組成中稀土元素Gd和Y的質量百分比總和為8～12%；

所述高強高塑耐熱鎂合金構件的制備步驟包括：

步驟1，合金熔煉：將預熱后的純Mg與純Zn加入低碳鋼質坩堝中，并用保護溶劑進行保護，待純Mg、純Zn完全熔化后且溫度升高到780℃~800℃時加入Mg-Gd和Mg-Y中間合金，待完全熔化后吹Ar氣進行純凈化處理，純凈化處理此過程中加入保護溶劑進行攪拌，熔煉合格后封閉坩堝靜置，待溫度降到670℃~680℃區間時進行澆鑄，得到鎂合金鑄錠；

步驟2，均勻化處理：將所得鎂合金鑄錠在熱態下立即放入均勻化爐中進行均勻化處理，均勻化溫度為480℃~510℃，保溫6h~48h，均勻化處理完成后進行空冷，并將鑄錠車去外皮；

步驟3，強塑變：對經步驟2處理后的鑄錠在400℃~450℃下保溫3h~6h后進行擠壓，擠壓比大于4，擠壓完成后進行強風冷卻，并制備成擠壓坯；或者，對經步驟2處理后的鑄錠在始鍛溫度460℃~500℃下保溫3h~6h后進行鍛造，鍛造工藝為3鐓3拔，制備成鍛坯；