CN109487137A

CN109487137A - 一种高强度高延伸率镁合金及其制备方法

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Publication number: CN109487137A
Application number: CN201910060814.7A
Authority: CN
Inventors: 王铭君; 王乾廷; 林光磊
Original assignee: FUJIAN KUNFU STOCK Co Ltd; Fujian University of Technology
Current assignee: FUJIAN KUNFU STOCK Co Ltd; Fujian University of Technology
Priority date: 2019-01-22
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2019-03-19

Abstract

本发明提供一种高强度高延伸率镁合金，包含的组份及其重量百分比为：0.46‑0.6％Zr、5.0‑6.2％Zn，杂质元素Fe≤0.05％，Ni≤0.005％、Si≤0.1％，其他杂质元素≤0.3％，余量为Mg；本发明无需添加稀土合金而实现高强度高延伸率，使镁合金材料的制作成本大大降低，便于大规模推广；另外，本发明在镁合金中分步添加适当比例的Zn、Zr，不仅具有细化晶粒的作用,而且可以减小热裂倾向,提高合金的强度、延伸率等性能，跟传统工艺制作的镁合金相比，本发明的镁合金在实现强度高的同时，延伸率也高。

Description

一种高强度高延伸率镁合金及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及一种高强度高延伸率镁合金及其制备方法。

【背景技术】

镁合金具有密度小、强度高、阻尼减振降噪能力强、电磁屏蔽性能优异、抗辐射、对各种介质(碱、煤油、汽油和矿物油)的化学稳定性高、易于回收利用等特点，符合“21世纪绿色结构材料”的要求，越来越受到人们的青睐；近年来，镁合金在汽车、摩托车等交通工具、计算机、通讯、仪器仪表、家用电器、航天航空、国防军工等都领域都获得广泛的应用；但目前镁合金使用存在两个问题：一、镁合金制作工艺中大多需要添加稀土来提高镁合金材料的强度和延伸率，导致了成本高，不利于镁合金的推广；二、虽然可以添加稀土来提高镁合金的强度和硬度，但现有镁合金牌号中通过热处理实现强度、延伸率都高的牌号是没有的，因为目前镁合金制备方法无法通过热处理实现镁合金的强度、延伸率都高的效果，在有些领域需要高强度，高延伸率的材料时(例如汽车外框架时)，现有镁合金无法满足该条件。

【发明内容】

本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种高强度高延伸率的镁合金材料。

本发明采用以下技术方案：

一种高强度高延伸率镁合金，包含的组份及其重量百分比为：0.46-0.6％Zr、5.0-6.2％Zn，杂质元素Fe≤0.05％，Ni≤0.005％、Si≤0.1％，其他杂质元素≤0.3％，余量为Mg。

一种高强度高延伸率镁合金一、采用炼熔铸造，在坩埚里先将镁锭融化，在镁液温度600-700℃时添加Zn，温度升到730-750℃添加Zr，添加精炼溶剂4-6％，精炼20-40分钟，恒温660-680℃静置30分钟，取样合格后，在电磁搅拌状态660-680℃铸成棒状。

二、在挤压机上将车床去皮后的镁合金铸棒挤压成板材，挤压温度为320-380℃，挤压比为25-38％。

三、进行热处理，让镁合金板材在175-185℃固溶处理28小时。

本发明的有益效果是：无需添加稀土合金而实现高强度高延伸率，使镁合金材料的制作成本大大降低，便于大规模推广；另外，本发明在镁合金中分步添加适当比例的Zn、Zr，不仅具有细化晶粒的作用,而且可以减小热裂倾向,提高合金的强度、延伸率等性能，跟传统工艺制作的镁合金相比，本发明的镁合金在实现强度高的同时，延伸率也高；本发明的镁合金性能的抗拉强度均大于300MPa、屈服强度大于250MPa，延伸率大于10％；例如：重量百分比为：0.564％Zr、5.15％Zn，杂质元素Fe≤0.05％，Ni≤0.005％、Si≤0.1％，其他杂质元素≤0.3％，余量为Mg制作出的镁合金，抗拉强度315.5MPa、屈服强度288.88MPa，延伸率14.53％。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案更加清楚，以下结合实施例，对本发明进行进一步说明：

实施例一：

一种高强度高延伸率镁合金，所述镁合金由Zr、Zn、Mg组成，Zr的重量百分比为0.564％，Zn的重量百分比为5.15％，生产过程产生的杂质元素中，Fe的重量百分比为0.0031％，Ni的重量百分比为0.0029％、Si的重量百分比为0.0017％，其他杂质元素重量百分比小于等于0.3％，余量为Mg。

一种高强度高延伸率镁合金采用炼熔铸造，在坩埚里先将镁锭融化，在镁液温度600℃时添加Zn，温度升到730℃添加Zr，添加精炼溶剂5％，精炼30分钟，恒温660℃静置30分钟，取样合格后，在电磁搅拌状态660℃铸成棒状；在挤压机上将已在车床去皮后的镁合金铸棒挤压成板材，挤压温度为370℃，挤压比为32％；最后进行热处理，让镁合金板材在175℃固溶处理28小时。

本实例镁合金的性能参数为：抗拉强度315.5MPa、屈服强度288.88MPa，延伸率14.53％。

实施例二：

一种高强度高延伸率镁合金，所述镁合金由Zr、Zn、Mg组成，Zr的重量百分比为0.541％，Zn的重量百分比为5.09％，生产过程产生的杂质元素中，Fe的重量百分比为0.0028％，Ni的重量百分比为0.0034％、Si的重量百分比为0.0015％，其他杂质元素重量百分比小于等于0.3％，余量为Mg。

一种高强度高延伸率镁合金采用炼熔铸造，在坩埚里先将镁锭融化，在镁液温度700℃时添加Zn，温度升到750℃添加Zr，添加精炼溶剂5％，精炼30分钟，恒温680℃静置30分钟，取样合格后，在电磁搅拌状态680℃铸成棒状；在挤压机上将已在车床去皮后的镁合金铸棒挤压成板材，挤压温度为380℃，挤压比为38％；最后进行热处理，让镁合金板材在185℃固溶处理28小时。

本实例镁合金的性能参数为：抗拉强度317.56MPa、屈服强度281.29MPa，延伸率12.77％。

实施例三：

一种高强度高延伸率镁合金，所述镁合金由Zr、Zn、Mg组成，Zr的重量百分比为0.586％，Zn的重量百分比为5.73％，生产过程产生的杂质元素中，Fe的重量百分比为0.0029％，Ni的重量百分比为0.0022％、Si的重量百分比为0.0021％，其他杂质元素重量百分比小于等于0.3％，余量为Mg。

一种高强度高延伸率镁合金采用炼熔铸造，在坩埚里先将镁锭融化，在镁液温度650℃时添加Zn，温度升到730℃添加Zr，添加精炼溶剂5％，精炼30分钟，恒温670℃静置30分钟，取样合格后，在电磁搅拌状态670℃铸成棒状；在挤压机上将已在车床去皮后的镁合金铸棒挤压成板材，挤压温度为370℃，挤压比为32％；最后进行热处理，让镁合金板材在175℃固溶处理28小时。

本实例镁合金的性能参数为：抗拉强度314.44MPa、屈服强度269.87MPa，延伸率13.31％。

应当注意，本发明所述方法制造的镁合金不是仅能挤压成薄板，而是能够根据需要挤压成任何形状。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，仍属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种高强度高延伸率镁合金，其特征在于，包含的组份及其重量百分比为：0.46-0.6％Zr、5.0-6.2％Zn，杂质元素Fe≤0.05％，Ni≤0.005％、Si≤0.1％，其他杂质元素≤0.3％，余量为Mg。

2.根据权利要求1所述的一种高强度高延伸率镁合金，其特征在于，包含的组份及其重量百分比为：0.564％Zr、5.15％Zn，杂质元素Fe≤0.05％，Ni≤0.005％、Si≤0.1％，其他杂质元素≤0.3％，余量为Mg。

3.根据权利要求1所述的一种高强度高延伸率镁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、采用炼熔铸造，在坩埚里先将镁锭融化，在镁液温度600-700℃时添加Zn，温度升到730-750℃添加Zr，添加精炼溶剂4-6％，精炼20-40分钟，恒温660-680℃静置30分钟，取样合格后，在电磁搅拌状态660-680℃铸成棒状；

二、在挤压机上将已在车床去皮后的镁合金铸棒挤压成板材；

三、进行热处理，让镁合金板材在175-185℃固溶处理。

4.根据权利要求3所述的一种高强度高延伸率镁合金的制备方法，其特征在于：所述在挤压机上将车床去皮后的镁合金铸棒挤压成板材，其挤压温度为挤压温度为320-380℃，挤压比为25-38％。

5.根据权利要求3所述的一种高强度高延伸率镁合金的制备方法，其特征在于：所述进行热处理，让镁合金板材在175-185℃固溶处理，其时间为28小时。