[發(fā)明專利]一種高塑性弱基面織構(gòu)鎂鋰合金及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210673890.7
• 申請(qǐng)日: 2022-06-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115161526B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙紅亮;郭春文;高文君;譚昊;李林巖;武弘博;肖陽(yáng);翁康榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C23/00
• 分類號(hào): C22C23/00;C22C1/03;C22F1/06
• 代理公司: 鄭州慧廣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41160
• 代理人: 秦玉杰

本發(fā)明公開(kāi)了一種高塑性弱基面織構(gòu)鎂鋰合金及其制備方法，由以下質(zhì)量百分比的組分組成：Li：5.5?10.3％，Al：1?3％，Zn：0.5?2％，Ca：0.3?0.9％，Ce：0.5?1％，雜質(zhì)元素總量≤0.2％，余量為Mg。本發(fā)明過(guò)合金化、擠壓和熱處理，用以實(shí)現(xiàn)弱化鎂鋰合金基面織構(gòu)的同時(shí)又能提升鎂鋰合金的強(qiáng)度和塑性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高塑性弱基面織構(gòu)鎂鋰合金及其制備方法。

背景技術(shù)

鎂鋰合金是迄今為止密度最小的合金材料，具有較高的比強(qiáng)度、比剛度和優(yōu)良的抗震性能。隨著對(duì)結(jié)構(gòu)材料輕量化、減重節(jié)能、環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展的要求日益提高，鎂鋰合金在航空、兵器工業(yè)、汽車、3C產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療器械等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

通過(guò)向鎂合金中添加Li進(jìn)行合金化，能夠進(jìn)一步降低其密度，雙相Mg-Li合金由于滑移系的增多以及晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，具有較好的綜合性能。但是是Mg-Li合金在塑性變形時(shí)容易形成較強(qiáng)的基面織構(gòu)，導(dǎo)致合金出現(xiàn)明顯的力學(xué)性能各向異性，限制了板材沖壓、彎折等二次成形工藝的發(fā)展，阻礙了Mg-Li合金的進(jìn)一步工業(yè)應(yīng)用。早期研究表明，合金化是優(yōu)化鎂鋰合金織構(gòu)特性和力學(xué)性能最為有效的方法之一，其中稀土元素通過(guò)對(duì)層錯(cuò)能、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶以及晶界溶質(zhì)濃度的影響協(xié)調(diào)優(yōu)化鎂鋰合金性能，但仍存在成本高和變形抗力大等缺點(diǎn)，不利于鎂鋰合金的工業(yè)應(yīng)用。因此，開(kāi)發(fā)具有弱化基面織構(gòu)高塑性的鎂鋰合金具有非常重要的價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種高塑性弱基面織構(gòu)鎂鋰合金及其制備方法，通過(guò)合金化、擠壓和熱處理，用以實(shí)現(xiàn)弱化鎂鋰合金基面織構(gòu)的同時(shí)又能提升鎂鋰合金的強(qiáng)度和塑性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種高塑性弱基面織構(gòu)鎂鋰合金，其中，由以下質(zhì)量百分比的組分組成：Li：5.5-10.3％，Al：1-3％，Zn：0.5-2％，Ca：0.3-0.9％，Ce：0.5-1％，雜質(zhì)元素總量≤0.2％，余量為Mg。

優(yōu)選的，由以下質(zhì)量百分比的組分組成：Li：9％，Al：3％，Zn：1.5％，Ca：0.9％，Ce：0.5％，雜質(zhì)元素總量≤0.2％，余量為Mg。

優(yōu)選的，由以下質(zhì)量百分比的組分組成：Li：8％，Al：3％，Zn：1％，Ca：0.6％，Ce：0.5％，雜質(zhì)元素總量≤0.2％，余量為Mg。

本發(fā)明提供一種高塑性弱基面織構(gòu)鎂鋰合金的制備方法，其中，包括如下步驟：

步驟1，各原料表面預(yù)處理后按各組分的質(zhì)量百分比配備，然后將除鋰之外的原料進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為280-320℃，爐內(nèi)真空度保證在20Pa以下；

步驟2，將預(yù)熱后的原料加入鐵坩堝中，抽真空同時(shí)升溫，待爐內(nèi)溫度達(dá)到500-600℃時(shí)停止抽真空，然后通入氬氣，氬氣通入量為15L/min，通入時(shí)間為10min；

步驟3，待爐內(nèi)溫度升溫至720-780℃時(shí)開(kāi)始攪拌，并保溫8-10min，使熔化充分；將熔融金屬慢速澆鑄，澆鑄時(shí)間為9-13s；澆鑄結(jié)束后，鑄錠隨爐冷卻至480-520℃，充氬氣保護(hù)至溫度降到280-320℃，坩堝內(nèi)溫度無(wú)回升，再繼續(xù)充氬氣至大氣壓；待鑄錠完全凝固后，取出鑄錠；

步驟4，在280-320℃的溫度范圍內(nèi)保溫24h，進(jìn)行均勻化處理；將擠壓模具放入保溫爐中，在320-380℃的溫度下保溫50-70min使模具溫度達(dá)到320-380℃；然后對(duì)鑄錠進(jìn)行擠壓工藝，得到鎂鋰合金棒材，擠壓溫度為320-380℃；將棒材在320-380℃的溫度下退火20-40min，然后空冷，即得到高塑性弱基面織構(gòu)鎂鋰合金。

優(yōu)選的，所述步驟4中擠壓工藝包括：擠壓溫度為320-380℃，將直徑為48mm的圓柱擠壓至直徑為10mm的圓棒，擠壓比為23，擠壓速度為4-8mm/s，一次擠壓成型。

本發(fā)明的有益效果是：