CN112921224B - 一种压铸用超薄壁部件高强高导热镁合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压铸用超薄壁部件高强高导热镁合金，该镁合金的成分含量如下：Zn为2.0~4.5wt.%，Cu为2.0~4.5wt.%，Mn为0.10~0.40 wt.%，Zr、Sr、Ca中的任意一种或任意两种或三种的总含量为0.05~1.0 wt.%，其余为Mg及不可避免的杂质元素，总的杂质含量小于0.1 wt.%。以纯Mg锭、纯Zn锭、Mg‑Mn中间合金或Mn粉、Mg‑Zr、Mg‑Sr、Mg‑Ca中间合金为原料制成镁合金，可压铸成型得到超薄壁部件，部件压铸最薄处为0.25mm。本发明的镁合金导热系数在130W/(m•k)以上，压铸态试棒的抗拉强度可达到300Mpa，屈服强度可达到200Mpa，延伸率可达到10%。
Description
技术领域
本发明涉及一种镁合金及其制备方法，具体涉及一种压铸用超薄壁部件高强高导热镁合金及其制备方法，属于金属材料领域。
背景技术
通讯、汽车及3C产品上使用的散热材料不仅仅是要有较高的导热性能，而且还要强度高、韧性好、耐腐蚀、成本低。目前散热材料主要是铝合金以及铜合金等。纯镁常温下导热系数为156W/(m•k)，纯铝常温下导热系数为237W/(m•k)，镁合金的导热系数约为铝合金的65.82%，而镁合金的比重约为铝合金的64.07%，由此可推断，同等重量的镁合金散热性能稍优于铝合金。镁进行合金化后，合金元素的加入均会降低镁的导热系数，加入合金元素不同，其降低程度不同，总体呈下降趋势，且随合金元素含量的增加，镁合金的导热系数显著降低。一般认为，由于合金元素的加入，会破坏镁原子的周期性排列，即与镁形成固溶体或第二相，不管是形成间隙固溶体还是置换固溶体，由于加入的合金元素与镁的原子体积不同，会导致晶格的畸变，使其对电子的散射作用增强，阻碍电子在晶格内的***，减小电子的平均自由程，从而降低镁合金的导热系数。商用镁合金Mg-Al系AM60B、AZ91D综合性能较好得到广泛运用，但其室温导热系数均较低，AM60B室温导热系数约为62W/(m•k)，而AZ91D室温导热系数仅为50W/(m•k)。Mg-Al系合金中铝元素可以通过固溶强化及析出强化改善合金的强度和耐蚀性，并对合金的铸造性能有利。但在常用合金元素中，铝元素对镁合金的导热系数影响最大，由于铝与镁的原子半径相差较大，导致晶格畸变也大，从而对镁合金的导热系数的降低程度影响也较大。
目前文献可查的关于高强高导热压铸镁合金研究，有中国专利CN107164672 B公开了一种超高导热镁合金成分，合金含有0.01-1.0 wt% Zn，0.01-0.2 wt% Cu，0.01-0.095wt% Ag，其余为镁。该合金具有较高的导热系数（140W/(m•k)以上），但由于合金中含有银，材料成本较高，且此材料无法进行压铸，只能用于挤压，生产效率低，成本太高；中国专利CN107604228 B公开了高导热耐腐蚀压铸镁合金成分，合金含有3.5-5.0 wt% 铈，2.5-3.5wt% 铝，0.5 wt%锰，0.05 wt% 铍，其余为镁及不可避免杂质。该合金可进行压铸，但由于合金中含有稀土元素铈，成本较高，且此材料强度也偏低，导热系数仅为100W/(m•k)。中国专利CN109825751 A公开了一种高导热高力学性能镁合金成分，合金含有5.5-6.5 wt%锌，0.5-6.5 wt%铒，其余为镁及必不可少的杂质。钙合金具有较高的强度（屈服强度212Mpa）及导热系数（120W/(m•k)），但由于合金中含有高含量的铒元素，成本偏高，并且无法压铸，只能通过挤压后热处理才能达到以上性能。
国内外目前关于压铸用超薄壁部件高强高导热镁合金的成分设计报到较少，急需开展合金元素对镁合金流动性、强度、导热性能的影响规律及其机理方面的研究，发展新型高性能的高强高导热镁合金及其相关制备技术，满足用户市场对于压铸用超薄壁部件高强高导热镁合金的迫切需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种压铸用高强度和高导热且流动性好的镁合金，该镁合金材料在室温下的导热系数在130W/(m•k)以上，压铸态试棒的抗拉强度可达到300Mpa，屈服强度可达到200Mpa，延伸率可达到10%，可用于通讯、汽车及3C领域中散热***结构材料与高导热超薄壁部件。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种压铸用超薄壁部件高强高导热镁合金的成分如下：
Zn的含量为2.0~4.5 wt. %；
Cu的含量为2.0~4.5 wt. %；
Mn的含量为0.1~0.4 wt. %；
Zr、Sr、Ca中的任意一种或任意两种或三种的总含量为0.05~1.0 wt. %；
其余为Mg及不可避免的杂质元素。
Zn元素在镁中的固溶度较大，约为6%，与镁可形成二元相，可起到固溶强化及时效强化的作用，适当添加Zn含量能有效提高合金液流动性，含量过多或过少均会严重影响合金的流动性，并且也会容易形成显微缩松或热裂的倾向，还能有助于细化铸态组织。
Cu元素在镁中固溶度较大，约为14.5%，并与镁可形成二元相，可起到明显的固溶强化及时效强化的作用，提高合金材料的强度，并且可有效提高合金的流动性及导热性能。
Mn元素可通过控制杂质Fe含量来改善合金腐蚀性能；同时，Mn元素还能细化晶粒、强化合金。
Zr元素首先可以净化熔体，还可改善熔体的流动性，提高合金的可铸造性能；并且有很强晶粒细化作用，是作为含Zn的镁合金优选的晶粒细化剂。
Sr元素可显著细化镁合金晶粒，可减少合金的结晶温度范围，提高镁合金熔体的流动性及充型能力，从而改善了合金的铸造性能，使合金的致密度得到提高，显微疏松显著减少。
Ca元素在镁合金中有明显细化晶粒的作用，并明显可以提高镁合金的熔点，形成CaO的保护膜，起到阻燃作用，可以改善镁合金的高温性能及蠕变性能。
本发明专利的思想是在Mg-Zn系基础上，添加适量能细化晶粒、提高强度及改善流动性，且对导热系数下降影响甚微的Mn、Cu、Zr、Sr及Ca元素，来开发具有高导热、高强度及良好流动性等综合性能良好的可压铸超薄壁部件用镁合金。普通商用镁合金AZ91D流动性较好，但韧性较差，容易发生脆断，且导热系数低，商用镁合金AM60B流动性较差，韧性较好，导热系数也较低，本专利中合金是拥有了以上两种材料的优点，不仅流动性好，可压铸超薄壁部件，最薄处厚度仅为0.25mm，韧性也很好，可与AM60B相媲美，并且导热系数远远高于前两者。
优选的，Zn的含量为2.5~4.0 wt. %。
优选的，Cu的含量为2.5~4.0 wt. %。
优选的，Mn的含量为0.15~0.30wt. %。
优选的，Zr、Sr、Ca中的任意一种或任意两种或三种的总含量为0.15~0.50 wt. %。
本发明的另一目的是提供一种强度和导热系数都高的镁合金的制备方法。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种压铸用超薄壁部件高强高导热镁合金的制备方法，包括如下步骤：
（1）以纯Mg锭、纯Zn锭、Mg-Mn中间合金或Mn粉、Mg-Zr、Mg-Sr、Mg-Ca中间合金作为镁合金中各元素的原料，适当考虑烧损后，按上述镁合金成分范围确定成分的质量百分比称取相应的原料；
（2）将全部纯Mg锭放进坩埚中，在保护气体下于680℃熔融，直至完全熔化制成镁熔体；
（3）将镁熔体从680℃逐渐加热到760℃，在加热过程中逐渐加入所需的锌、铜、锰以及锆、锶、钙中的任意一种或任意两种或三种，获得镁合金熔体；
（4）将镁合金熔体控制在760℃的温度下搅拌10min，在搅拌过程中加入镁合金5号精炼剂进行精炼；精炼完毕，清除液面上的熔剂和浮渣，再轻轻撒上一层覆盖剂；然后静置约30min，将镁合金熔体温度降至700℃时准备进行浇铸；
（5）将超声设备安装在半连续浇铸设备上方，将镁合金熔体进行半连续铸棒浇铸，同步用超声设备对镁合金液进行超声处理，得到直径为300mm的镁合金半连续铸棒；
（6）将镁合金铸棒放在专用的切削设备上进行切削，最终得到镁合金粒子，尺寸为4×1.5×1.5mm；
（7）将镁合金粒子放入半固态压铸设备料管中进行加热，料管加热段设定温度为605-620℃，将镁合金粒子处于半固态状态，使其具有一定比例的固相，同步将所需超薄壁部件模具安装在半固态压铸机上，将模具油温升高至300℃进行保温，将脱模剂调配成一定比例后进行半固态压铸，得到成品。
（8）将所得成品进行皮膜后处理。采用特定的工艺流程依次对部件进行脱脂、水洗、皮膜预处理、水洗、漂白去灰、水洗、皮膜处理、水洗机吹干/甩干或烘干。确认好各处理药液的温度，严格遵守各部件在各槽的停留时间，特殊阶段需要用超声波进行清洗，每个工艺段均需要用到特定的药水进行处理，通过调整不同药水的成分及含量配比，最终得到不同颜色的部件，包括灰白色、深灰色及黑色等，以保证部件本体优良的导电及耐腐蚀性能。通过步骤4的精炼，促使材料合金化，提高材料导热性能，并且能有效细化晶粒来提高材料韧性，并通过步骤5超声处理，可明显细化半连续铸棒晶粒，通过步骤7半固态压铸，可有效延续步骤5超声处理的细晶组织，并且半固态压铸无需熔炉及保护气体，压铸件致密度高，孔洞等缺陷较少，从而提高材料强度及韧性，通过步骤8也可有效保证部件的导热性能及耐腐蚀性能。
本发明的优点是：该压铸用超薄部件高强高导热镁合金材料在室温下，导热系数在130 W/(m•k)以上，压铸态试棒的抗拉强度可达到300Mpa，屈服强度可达到200Mpa，延伸率可达到10%，可用于通讯、汽车及3C领域中散热***结构材料及高导热部件。该高强高导热镁合金成型简单，流动性好，可以压铸生产超薄壁部件，最薄处厚度仅为0.25mm。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及生产的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1为本发明用于制备高强高导热镁合金超声处理示意图；
图2为本发明一个实施例1制备的高强高导热镁合金半连续铸棒照片；
图3为本发明一个实施例1制备的高强高导热镁合金切削的镁粒子照片；
图4为本发明用于制备高强高导热镁合金半固态压铸设备示意图；
图5为本发明一个实施例1制备的高强高导热镁合金超薄壁件实物图。
具体实施方式
以下为发明的具体实施方式。实施方式中所做的示例，仅作为范例，本发明所涉及的保护对象，不局限于范例，包含一切按权利要求书中所配置的合金成分及所阐明的铸造方法。
以下各实施例的步骤（1）-（4）可参考图1，步骤（6）采用图4所述设备完成。
实施例1：（1）将全部纯镁锭放进坩埚中，在保护气体下于680℃熔融，直至完全熔化，作为基液；
（2）将基液从680℃逐渐加热到760℃，在加热过程中逐渐加入2.5 wt. %的锌、0.2wt. %的锰、3.0wt. %的铜以及0.1 wt. %的锆，获得镁合金熔体；
（3）将镁合金熔体控制在760℃的温度下搅拌10min，在搅拌过程中加入镁合金5号精炼剂进行精炼；精炼完毕，清除液面上的熔剂和浮渣，再轻轻撒上一层覆盖剂；然后静置约30min，将镁合金熔体温度降至700℃时进行浇铸；
（4）将镁合金熔体进行半连续铸棒浇铸，同步用超声设备对镁合金液进行超声处理，得到直径为300mm的镁合金半连续铸棒；
（5）将镁合金铸棒放在专用的切削设备上进行切削，最终得到镁合金粒子，尺寸为4×1.5×1.5mm；
（6）将镁合金粒子放入半固态压铸设备料管中进行加热，料管加热段设定温度为605-620℃，将镁合金粒子处于半固态状态，使其具有10%左右的固相，同步将所需超薄壁部件模具安装在半固态压铸机上，将模具油温升高至300℃进行保温，将脱模剂比例调配成1:20后进行半固态压铸，得到成品；
（7）将所得成品进行皮膜后处理。采用特定的工艺流程依次对部件进行脱脂、水洗、皮膜预处理、水洗、漂白去灰、水洗、皮膜处理、水洗机吹干/甩干或烘干。确认好各处理药液的温度，严格遵守各部件在各槽的停留时间，特殊阶段需要用超声波进行清洗，每个工艺段均需要用到特定的药水进行处理，通过调整不同药水的成分及含量配比，最终得到不同颜色的部件，包括灰白色、深灰色及黑色等，以保证部件本体优良的导电及耐腐蚀性能。
实施例2：
（1）将全部纯镁锭放进坩埚中，在保护气体下于680℃熔融，直至完全熔化，作为基液；
（2）将基液从680℃逐渐加热到760℃，在加热过程中逐渐加入3.0 wt. %的锌、0.25 wt. %的锰、3.5wt. %的铜、0.2 wt. %的锆以及0.1 wt. %的锶，获得镁合金熔体；
（3）将镁合金熔体控制在760℃的温度下搅拌10min，在搅拌过程中加入镁合金5号精炼剂进行精炼；精炼完毕，清除液面上的熔剂和浮渣，再轻轻撒上一层覆盖剂；然后静置约30min，将镁合金熔体温度降至700℃时进行浇铸；
（4）将镁合金熔体进行半连续铸棒浇铸，同步用超声设备对镁合金液进行超声处理，得到直径为300mm的镁合金半连续铸棒；
（5）将镁合金铸棒放在专用的切削设备上进行切削，最终得到镁合金粒子，尺寸为4×1.5×1.5mm；
（6）将镁合金粒子放入半固态压铸设备料管中进行加热，料管加热段设定温度为605-620℃，将镁合金粒子处于半固态状态，使其具有10%左右的固相，同步将所需超薄壁部件模具安装在半固态压铸机上，将模具油温升高至300℃进行保温，将脱模剂比例调配成1:20后进行半固态压铸，得到成品；
（7）将所得成品进行皮膜后处理。采用特定的工艺流程依次对部件进行脱脂、水洗、皮膜预处理、水洗、漂白去灰、水洗、皮膜处理、水洗机吹干/甩干或烘干。确认好各处理药液的温度，严格遵守各部件在各槽的停留时间，特殊阶段需要用超声波进行清洗，每个工艺段均需要用到特定的药水进行处理，通过调整不同药水的成分及含量配比，最终得到不同颜色的部件，包括灰白色、深灰色及黑色等，以保证部件本体优良的导电及耐腐蚀性能。
实施例3：
（1）将全部纯镁锭放进坩埚中，在保护气体下于680℃熔融，直至完全熔化，作为基液；
（2）将基液从680℃逐渐加热到760℃，在加热过程中逐渐加入3.5 wt. %的锌、0.25 wt. %的锰、3.5wt. %的铜、0.3 wt. %的锶及0.3 wt. %的钙，获得镁合金熔体；
（3）将镁合金熔体控制在760℃的温度下搅拌10min，在搅拌过程中加入镁合金5号精炼剂进行精炼；精炼完毕，清除液面上的熔剂和浮渣，再轻轻撒上一层覆盖剂；然后静置约30min，将镁合金熔体温度降至700℃时进行浇铸；
（4）将镁合金熔体进行半连续铸棒浇铸，同步用超声设备对镁合金液进行超声处理，得到直径为300mm的镁合金半连续铸棒；
（5）将镁合金铸棒放在专用的切削设备上进行切削，最终得到镁合金粒子，尺寸为4×1.5×1.5mm；
（6）将镁合金粒子放入半固态压铸设备料管中进行加热，料管加热段设定温度为605-620℃，将镁合金粒子处于半固态状态，使其具有10%左右的固相，同步将所需超薄壁部件模具安装在半固态压铸机上，将模具油温升高至300℃进行保温，将脱模剂比例调配成1:20后进行半固态压铸，得到成品；
（7）将所得成品进行皮膜后处理。采用特定的工艺流程依次对部件进行脱脂、水洗、皮膜预处理、水洗、漂白去灰、水洗、皮膜处理、水洗机吹干/甩干或烘干。确认好各处理药液的温度，严格遵守各部件在各槽的停留时间，特殊阶段需要用超声波进行清洗，每个工艺段均需要用到特定的药水进行处理，通过调整不同药水的成分及含量配比，最终得到不同颜色的部件，包括灰白色、深灰色及黑色等，以保证部件本体优良的导电及耐腐蚀性能。
实施例4：
（1）将全部纯镁锭放进坩埚中，在保护气体下于680℃熔融，直至完全熔化，作为基液；
（2）将基液从680℃逐渐加热到760℃，在加热过程中逐渐加入4.0wt. %的锌、0.3wt. %的锰、4.0wt. %的铜以及0.4 wt. %的锶，获得镁合金熔体；
（3）将镁合金熔体控制在760℃的温度下搅拌10min，在搅拌过程中加入镁合金5号精炼剂进行精炼；精炼完毕，清除液面上的熔剂和浮渣，再轻轻撒上一层覆盖剂；然后静置约30min，将镁合金熔体温度降至700℃时进行浇铸；
（4）将镁合金熔体进行半连续铸棒浇铸，同步用超声设备对镁合金液进行超声处理，得到直径为300mm的镁合金半连续铸棒；
（5）将镁合金铸棒放在专用的切削设备上进行切削，最终得到镁合金粒子，尺寸为4×1.5×1.5mm；
（6）将镁合金粒子放入半固态压铸设备料管中进行加热，料管加热段设定温度为605-620℃，将镁合金粒子处于半固态状态，使其具有10%左右的固相，同步将所需超薄壁部件模具安装在半固态压铸机上，将模具油温升高至300℃进行保温，将脱模剂比例调配成1:20后进行半固态压铸，得到成品；
（7）将所得成品进行皮膜后处理。采用特定的工艺流程依次对部件进行脱脂、水洗、皮膜预处理、水洗、漂白去灰、水洗、皮膜处理、水洗机吹干/甩干或烘干。确认好各处理药液的温度，严格遵守各部件在各槽的停留时间，特殊阶段需要用超声波进行清洗，每个工艺段均需要用到特定的药水进行处理，通过调整不同药水的成分及含量配比，最终得到不同颜色的部件，包括灰白色、深灰色及黑色等，以保证部件本体优良的导电及耐腐蚀性能。
实施例5：
（1）将全部纯镁锭放进坩埚中，在保护气体下于680℃熔融，直至完全熔化，作为基液；
（2）将基液从680℃逐渐加热到760℃，在加热过程中逐渐加入4.5wt. %的锌、0.4wt. %的锰、2.5wt. %的铜以及0.7 wt. %的钙，获得镁合金熔体；
（3）将镁合金熔体控制在760℃的温度下搅拌10min，在搅拌过程中加入镁合金5号精炼剂进行精炼；精炼完毕，清除液面上的熔剂和浮渣，再轻轻撒上一层覆盖剂；然后静置约30min，将镁合金熔体温度降至700℃时进行浇铸；
（4）将镁合金熔体进行半连续铸棒浇铸，同步用超声设备对镁合金液进行超声处理，得到直径为300mm的镁合金半连续铸棒；
（5）将镁合金铸棒放在专用的切削设备上进行切削，最终得到镁合金粒子，尺寸为4×1.5×1.5mm；
（6）将镁合金粒子放入半固态压铸设备料管中进行加热，料管加热段设定温度为605-620℃，将镁合金粒子处于半固态状态，使其具有10%左右的固相，同步将所需超薄壁部件模具安装在半固态压铸机上，将模具油温升高至300℃进行保温，将脱模剂比例调配成1:20后进行半固态压铸，得到成品；
（7）将所得成品进行皮膜后处理。采用特定的工艺流程依次对部件进行脱脂、水洗、皮膜预处理、水洗、漂白去灰、水洗、皮膜处理、水洗机吹干/甩干或烘干。确认好各处理药液的温度，严格遵守各部件在各槽的停留时间，特殊阶段需要用超声波进行清洗，每个工艺段均需要用到特定的药水进行处理，通过调整不同药水的成分及含量配比，最终得到不同颜色的部件，包括灰白色、深灰色及黑色等，以保证部件本体优良的导电及耐腐蚀性能。
实施例6：
（1）将全部纯镁锭放进坩埚中，在保护气体下于680℃熔融，直至完全熔化，作为基液；
（2）将基液从680℃逐渐加热到760℃，在加热过程中逐渐加入3.5wt. %的锌、0.2wt. %的锰、2.5wt. %的铜、0.25 wt. %的锆、0.25 wt. %的锶以及0.4 wt. %的锶，获得镁合金熔体；
（3）将镁合金熔体控制在760℃的温度下搅拌10min，在搅拌过程中加入镁合金5号精炼剂进行精炼；精炼完毕，清除液面上的熔剂和浮渣，再轻轻撒上一层覆盖剂；然后静置约30min，将镁合金熔体温度降至700℃时进行浇铸；
（4）将镁合金熔体进行半连续铸棒浇铸，同步用超声设备对镁合金液进行超声处理，得到直径为300mm的镁合金半连续铸棒；
（5）将镁合金铸棒放在专用的切削设备上进行切削，最终得到镁合金粒子，尺寸为4×1.5×1.5mm；
（6）将镁合金粒子放入半固态压铸设备料管中进行加热，料管加热段设定温度为605-620℃，将镁合金粒子处于半固态状态，使其具有10%左右的固相，同步将所需超薄壁部件模具安装在半固态压铸机上，将模具油温升高至300℃进行保温，将脱模剂比例调配成1:20后进行半固态压铸，得到成品；
（7）将所得成品进行皮膜后处理。采用特定的工艺流程依次对部件进行脱脂、水洗、皮膜预处理、水洗、漂白去灰、水洗、皮膜处理、水洗机吹干/甩干或烘干。确认好各处理药液的温度，严格遵守各部件在各槽的停留时间，特殊阶段需要用超声波进行清洗，每个工艺段均需要用到特定的药水进行处理，通过调整不同药水的成分及含量配比，最终得到不同颜色的部件，包括灰白色、深灰色及黑色等，以保证部件本体优良的导电及耐腐蚀性能。
实施例7：
（1）将全部纯镁锭放进坩埚中，在保护气体下于680℃熔融，直至完全熔化，作为基液；
（2）将基液从680℃逐渐加热到760℃，在加热过程中逐渐加入3.5wt. %的锌、0.2wt. %的锰、2.5wt. %的铜以及0.8 wt. %的锶，获得镁合金熔体；
（3）将镁合金熔体控制在760℃的温度下搅拌10min，在搅拌过程中加入镁合金5号精炼剂进行精炼；精炼完毕，清除液面上的熔剂和浮渣，再轻轻撒上一层覆盖剂；然后静置约30min，将镁合金熔体温度降至700℃时进行浇铸；
（4）将镁合金熔体进行半连续铸棒浇铸，同步用超声设备对镁合金液进行超声处理，得到直径为300mm的镁合金半连续铸棒；
（5）将镁合金铸棒放在专用的切削设备上进行切削，最终得到镁合金粒子，尺寸为4×1.5×1.5mm；
（6）将镁合金粒子放入半固态压铸设备料管中进行加热，料管加热段设定温度为605-620℃，将镁合金粒子处于半固态状态，使其具有10%左右的固相，同步将所需超薄壁部件模具安装在半固态压铸机上，将模具油温升高至300℃进行保温，将脱模剂比例调配成1:20后进行半固态压铸，得到成品；
（7）将所得成品进行皮膜后处理。采用特定的工艺流程依次对部件进行脱脂、水洗、皮膜预处理、水洗、漂白去灰、水洗、皮膜处理、水洗机吹干/甩干或烘干。确认好各处理药液的温度，严格遵守各部件在各槽的停留时间，特殊阶段需要用超声波进行清洗，每个工艺段均需要用到特定的药水进行处理，通过调整不同药水的成分及含量配比，最终得到不同颜色的部件，包括灰白色、深灰色及黑色等，以保证部件本体优良的导电及耐腐蚀性能。
实施例8：
（1）将全部纯镁锭放进坩埚中，在保护气体下于680℃熔融，直至完全熔化，作为基液；
（2）将基液从680℃逐渐加热到760℃，在加热过程中逐渐加入3.5wt. %的锌、0.2wt. %的锰、2.5wt. %的铜以及1.0wt. %的锶，获得镁合金熔体；
（3）将镁合金熔体控制在760℃的温度下搅拌10min，在搅拌过程中加入镁合金5号精炼剂进行精炼；精炼完毕，清除液面上的熔剂和浮渣，再轻轻撒上一层覆盖剂；然后静置约30min，将镁合金熔体温度降至700℃时进行浇铸；
（4）将镁合金熔体进行半连续铸棒浇铸，同步用超声设备对镁合金液进行超声处理，得到直径为300mm的镁合金半连续铸棒；
（5）将镁合金铸棒放在专用的切削设备上进行切削，最终得到镁合金粒子，尺寸为4×1.5×1.5mm；
（6）将镁合金粒子放入半固态压铸设备料管中进行加热，料管加热段设定温度为605-620℃，将镁合金粒子处于半固态状态，使其具有10%左右的固相，同步将所需超薄壁部件模具安装在半固态压铸机上，将模具油温升高至300℃进行保温，将脱模剂比例调配成1:20后进行半固态压铸，得到成品；
（7）将所得成品进行皮膜后处理。采用特定的工艺流程依次对部件进行脱脂、水洗、皮膜预处理、水洗、漂白去灰、水洗、皮膜处理、水洗机吹干/甩干或烘干。确认好各处理药液的温度，严格遵守各部件在各槽的停留时间，特殊阶段需要用超声波进行清洗，每个工艺段均需要用到特定的药水进行处理，通过调整不同药水的成分及含量配比，最终得到不同颜色的部件，包括灰白色、深灰色及黑色等，以保证部件本体优良的导电及耐腐蚀性能。
实施例1-8和对比例1-2的实验结果见表1。
表1
由表1数据可知，相对于对比例1-2，本发明实施例1-8所获得的镁合金不仅力学性能更优，材料导热系数也远远高于对比例1-2，并且材料成型性能也优于对比例1，与对比例2相当。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (1)
1.一种压铸用超薄壁部件高强高导热镁合金的制备方法，所述镁合金的组分如下：
Zn的含量为4.0 wt. %；
Cu的含量为4.0 wt. %；
Mn的含量为0.3wt. %；
Sr的含量为0.4 wt. %；
其余为Mg及不可避免的杂质元素；
其特征在于，包括如下步骤：
（1）以纯Mg锭、纯Zn锭、Mg-Mn中间合金或Mn粉、Mg-Sr中间合金作为镁合金中各元素的原料，适当考虑烧损后，按上述镁合金成分范围确定成分的质量百分比称取相应的原料；
（2）将全部纯Mg锭放进坩埚中，在保护气体下于680℃熔融，直至完全熔化制成镁熔体；
（3）将镁熔体从680℃逐渐加热到760℃，在加热过程中逐渐加入所需的锌、铜、锰以及锶，获得镁合金熔体；
（4）将镁合金熔体控制在760℃的温度下搅拌10min，在搅拌过程中加入镁合金5号精炼剂进行精炼；精炼完毕，清除液面上的熔剂和浮渣，再轻轻撒上一层覆盖剂；然后静置30min，将镁合金熔体温度降至700℃时准备进行浇铸；
（5）将超声设备安装在半连续浇铸设备上方，将镁合金熔体进行半连续铸棒浇铸，同步用超声设备对镁合金液进行超声处理，得到直径为300mm的镁合金半连续铸棒；
（6）将镁合金半连续铸棒放在切削设备上进行切削，最终得到镁合金粒子，尺寸为4×1.5×1.5mm；
（7）将镁合金粒子放入半固态压铸设备料管中进行加热，料管加热段设定温度为605-620℃，将镁合金粒子处于半固态状态，使其具有10%比例的固相，同步将所需超薄壁部件模具安装在半固态压铸机上，将模具油温升高至300℃进行保温，将脱模剂调配成1:20比例后进行半固态压铸，得到成品；
（8）将所得成品进行皮膜后处理；依次对部件进行脱脂、水洗、皮膜预处理、水洗、漂白去灰、水洗、皮膜处理、水洗机吹干/甩干或烘干；确认好各处理药液的温度，严格遵守各部件在各槽的停留时间，特殊阶段需要用超声波进行清洗，每个工艺段均需要用到特定的药水进行处理，通过调整不同药水的成分及含量配比，最终得到不同颜色的部件，包括灰白色、深灰色及黑色，以保证部件本体优良的导电及耐腐蚀性能。
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