一种镁合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种镁合金，该镁合金中，铝的重量百分比为6％～9％，锡的重量百分比为3％～6％，锌的重量百分比为0～3％，除偶存杂质外余量为镁。因为其中锡的最大添加量仅为6wt％，其与现有的含锡高强镁合金相比，其含锡量更少。本发明专利技术提供的镁合金中，仅仅含有铝、锡、锌和镁，其中锡的最大添加量仅为6wt％，其与现有的含锡高强镁合金相比，其含锡量更少。并且，通过测试可以得出，与现有的含锡量相近的其他镁合金相比，由上述成分构成的镁合金的强度显著增大，从而实现了在保证低成本的前提下进一步增加镁合金强度的目的。本发明专利技术还提供了一种镁合金的制备方法，用于制备由上述成分构成的镁合金。

【技术实现步骤摘要】
一种镁合金的制备方法
本专利技术涉及镁合金制备
，更具体地说，涉及一种镁合金的制备方法。
技术介绍
镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料，在汽车轻量化、3C产品和航空航天等领域具有广泛的应用前景。然而，目前镁合金的应用主要局限于铸造产品，具有高附加值的变形镁合金由于受到加工成本高、绝对强度低和延展性差等因素的影响没有得到产业化生产和大范围推广。通过向镁中添加其他合金元素并进行适当的热处理和变形可以提高镁合金的强度。目前变形高强镁合金中添加的主要是稀土元素，而且屈服强度超过300MPa的变形稀土镁合金中稀土元素的含量都超过了7wt％，如T5态的Mg-6Y-7Gd-0.5Zr(屈服强度310MPa)，T6态的Mg-14Gd-0.5Zr(屈服强度305MPa)等。高稀土含量以及稀土元素的高价格限制了变形稀土镁合金的应用，因此要推动镁合金的产业化和应用，必须开发不含稀土元素的高强镁合金。近几年来，非稀土元素锡在镁合金中的使用受到越来越多的重视，研究发现添加锡可以提高镁合金的强度和高温性能。例如，260℃挤压，挤压比为56:1的Mg-9.88Sn-1.02Al-0.21Mn(wt％)合金经过525℃固溶处理15分钟，和200℃峰值时效后的屈服强度和抗拉强度分别可以达到190MPa和260MPa；250℃挤压，挤压比为20:1的Mg-9.8Sn-1.2Zn-1.0Al(wt％)合金的屈服强度和抗拉强度分别可以达到308MPa和354MPa；150℃热轧，轧制量为90％的Mg-7Sn-5Zn-2Al(wt％)合金的屈服强度和抗拉强度分别可以达到318MPa和373MPa。这些合金的强度与传统Mg-Al系和Mg-Zn系合金相比有了明显的提高。但是其仍然存在锡添加量过多(例如上述几种镁合金中锡的含量均不低于7wt％)导致成本升高，以及与稀土镁合金相比强度差距较大等问题。因此，如何在保证低成本的前提下进一步增加镁合金的强度，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种镁合金的制备方法，其能够在保证低成本的前提下，进一步增加镁合金的强度。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种镁合金的制备方法，该方法包括以下步骤：1)将坩埚加热至300℃～320℃，向其中加入镁，并向所述坩埚中通入作为保护气体的CO2和SF6的混合气体；2)对所述坩埚继续进行加热，待镁完全熔化后，向所述坩埚中加入经150℃预热的铝、锌和锡，然后搅拌5分钟～10分钟，之后将得到的镁合金溶液浇铸到模具中；3)将得到的铸锭先在300℃的环境中保温18小时，然后再在400℃的环境中保温10小时，再将铸锭放入到70℃的水中进行淬火；4)对铸锭进行挤压处理，得到镁合金的棒材；5)将得到的棒材在400℃的环境中保温1小时，然后将棒材放入到室温的水中进行淬火，淬火完成后将棒材在200℃的环境中进行时效处理，使棒材的硬度达到峰值硬度，镁合金的制备操作完成。优选的，上述镁合金的制备方法中，步骤4)中的挤压处理具体为：将铸锭车削加工成直径为80mm的圆锭，并将圆锭在380℃～400℃的环境下预热1小时～1.5小时，然后在挤压温度为400℃，挤压比为25:1，挤压速度为1m/min～1.2m/min的条件下对圆锭进行挤压操作。优选的，上述镁合金的制备方法中，步骤1)中在所述坩埚进行加热之前，预先设定所述坩埚的最大加热温度为720℃～730℃。优选的，上述镁合金的制备方法中，步骤1)中，保护气体中CO2和SF6的体积比为10:1。优选的，上述镁合金的制备方法中，在步骤1)和步骤2中，向所述坩埚内先后加入的镁、铝和锌分别为纯镁金属、纯铝金属和纯锌金属。优选的，上述镁合金的制备方法中，在步骤2)中，向所述坩埚内加入的锡为纯锡金属或镁锡中间合金。优选的，上述镁合金的制备方法中，在步骤2)中，向所述坩埚中加入铝、锌和锡5分钟以后，再进行搅拌操作。优选的，上述镁合金的制备方法中，在步骤3)和步骤5)中对铸锭和棒材分别进行保温的设备为马弗炉。优选的，上述镁合金的制备方法中，对所述棒材进行时效处理的设备为油浴锅。本专利技术提供的镁合金的制备方法中，制备出的镁合金仅仅含有铝、锡、锌和镁，其中，铝的重量百分比为6％～9％，锡的重量百分比为3％～6％，锌的重量百分比为0～3％，除偶存杂质外余量为镁。并且，通过测试可以得出，与现有的含锡量相近的其他镁合金相比，由上述成分构成的镁合金的强度显著增大，从而实现了在保证低成本的前提下进一步增加镁合金强度的目的。本专利技术还提供了一种镁合金的制备方法，用于制备由上述成分构成的镁合金。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的镁合金中Mg-9Al-6Sn经固溶处理后的背散射电子像(其中白色粒子为Mg2Sn相)；图2为本专利技术实施例提供的镁合金中Mg-9Al-6Sn-3Zn经固溶处理后的背散射电子像(其中白色粒子为Mg2Sn相)；图3为挤压Mg-9Al-6Sn-2Zn合金的拉伸曲线图；图4为峰值时效挤压Mg-9Al-6Sn-3Zn合金的拉伸曲线；图5为本专利技术实施例提供的镁合金的制备方法的流程图。具体实施方式本专利技术提供了一种镁合金，其能够在保证低成本的前提下，进一步增加镁合金的强度。本专利技术还提供了该镁合金的一种制备方法。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是通过向低成本的镁铝系合金中添加非稀土元素铝、锡和锌，并结合适当的热处理和挤压等工艺制备出一种低成本、高强度变形镁合金，该镁合金的最高强度优于目前文献报道的其他含锡非稀土镁合金。如图1-图4所示，本专利技术实施方式提供的镁合金的制备方法，制备出的镁合金中，铝的重量百分比为6％～9％，锡的重量百分比为3％～6％，锌的重量百分比为0～3％，除偶存杂质外余量为镁。上述镁合金中，仅仅含有铝、锡、锌和镁，其中，铝的重量百分比为6％～9％，锡的重量百分比为3％～6％，锌的重量百分比为0～3％，除偶存杂质外余量为镁。因为其中锡的最大添加量仅为6wt％，其与现有的含锡镁合金相比，其含锡量更少。并且，通过测试可以得出，与现有的含锡量相近的其他镁合金相比，由上述成分构成的镁合金的强度显著增大，从而实现了在保证低成本的前提下进一步增加镁合金强度的目的。如图5所示，本专利技术提供的镁合金的制备方法，用于制备上述所述的镁合金，该方法包括以下步骤：S101、将坩埚加热至300℃～320℃，向其中加入镁，并向坩埚中通入作为保护气体的CO2和SF6的混合气体；S102、对坩埚继续进行加热，待镁完全熔化后，向坩埚中加入经150℃预热的铝、锌和锡，然后搅拌5分钟～10分钟，之后将得到的镁合金溶液浇铸到模具中；S103、将得到的铸锭先在300℃的环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁合金，其特征在于，该镁合金中，铝的重量百分比为6％～9％，锡的重量百分比为3％～6％，锌的重量百分比为0～3％，除偶存杂质外余量为镁。

【技术特征摘要】
1.一种镁合金的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)将坩埚加热至300℃～320℃，向其中加入镁，并向所述坩埚中通入作为保护气体的CO2和SF6的混合气体；2)对所述坩埚继续进行加热，待镁完全熔化后，向所述坩埚中加入经150℃预热的铝、锌和锡，加入的铝的重量百分比为6％～9％，锡的重量百分比为3％～6％，锌的重量百分比为2％～3％，然后搅拌5分钟～10分钟，之后将得到的镁合金溶液浇铸到模具中；3)将得到的铸锭先在300℃的环境中保温18小时，然后再在400℃的环境中保温10小时，再将铸锭放入到70℃的水中进行淬火；4)对铸锭进行挤压处理，得到镁合金的棒材；5)将得到的棒材在400℃的环境中保温1小时，然后将棒材放入到室温的水中进行淬火，淬火完成后将棒材在200℃的环境中进行时效处理，使棒材的硬度达到峰值硬度，镁合金的制备操作完成。2.根据权利要求1所述的镁合金的制备方法，其特征在于，步骤4)中的挤压处理具体为：将铸锭车削加工成直径为80mm的圆锭，并将圆锭在380℃～400℃的环境下预热1小时～1.5小时，然后在挤压温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈厚文，刘超强，闫昌建，聂建峰，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85