一种镁合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及镁合金制备技术领域，更具体地说，涉及一种镁合金，本发明专利技术还涉及一种镁合金的制备方法。其组成重量百分比为：铝的重量百分比为1.8％～5.5％，锌的重量百分比为6.5％～9.5％，钙的重量百分比为1.2～7.0％，镉的重量百分比为0.5～3.0％，余量为镁。在钙和金属镉的协同作用下，增加金属锌在镁合金中低温条件下的固溶度，提高镁合金的强度和硬度。合金中不含稀土，在保证低成本的前提下进一步增强了镁合金的强度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及镁合金制备
，更具体地说，涉及一种镁合金，本专利技术还涉及一种镁合金的制备方法。其组成重量百分比为：铝的重量百分比为1.8％～5.5％，锌的重量百分比为6.5％～9.5％，钙的重量百分比为1.2～7.0％，镉的重量百分比为0.5～3.0％，余量为镁。在钙和金属镉的协同作用下，增加金属锌在镁合金中低温条件下的固溶度，提高镁合金的强度和硬度。合金中不含稀土，在保证低成本的前提下进一步增强了镁合金的强度。【专利说明】
本专利技术涉及镁合金制备
，更具体地说，涉及一种镁合金，本专利技术还涉及一种镁合金的制备方法。
技术介绍
镁合金因其高的比强度、比刚度而被公认为是对性能及能耗要求高的行业的优秀备选材料，如航天航空及交通运输业。但由于镁合金密排六方的晶体结构，使得目前镁合金的机械性能和塑性加工能力仍难以满足一些汽车零部件及其它方面应用的需求。 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 8wt%，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。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
针对上述技术缺陷，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。 本专利技术所述的技术方案是通过以下措施来实现的:一种镁合金，该镁合金中，铝的重量百分比为1.8%?5.5%，锌的重量百分比为 6.5%?9.5%，钙的重量百分比为1.2?7.0%，镉的重量百分比为0.5?3.0%，余量为镁。 一种镁合金的制备方法，用于制备权利要求1所述的镁合金，该方法包括以下步骤:(1)预热:将镁、铝、锌、钙、镉以及坩锅在干燥箱中烘干预热至200°c^220°C ；(2)溶炼:预热的镁放入坩锅中加热至650°C?720°C溶化，同时通入保护性气体SF6与CO2，气体流量CO2:4-6L/min, SF6:0.04-0.07L/min,当溶炼炉内的温度接近750°C时，再依次加入预热的铝、锌、钙和镉，将温度升高到780°C后，进行第一次保温，保温时间为10mirT20min，然后进行第一次揽拌，搅拌时间2mirT4min ;继续升温至800°C进行第二次保温，保温时间为20mirT40min，然后进行第二次搅拌，搅拌时间约为2mirT4min ;再静置20min?30min ；(3)浇注:当温度降低到700°C时开始进行绕入，模具温度为220°C，绕注成圆铸淀在空气中自然冷却；(4)固溶处理:对铸锭进行挤压处理，得到镁合金的棒材。棒材在400°C?450°C的环境中保温2tT3h，46(TC飞20°C的环境中保温12tT24h，然后将棒材放入到室温的水中进行淬火； (5)时效处理:合金固溶处理后，分别在120°C ?180°C的温度条件下进行时效处理，时效时间为24h?48h。 优选地，在步骤(2)中，向所述坩埚内先后加入的镁、铝、锌、钙和镉分别为纯镁金属、纯铝金属、纯锌金属、纯钙和纯镉金属。 优选地，在步骤(4)和步骤(5)中对铸锭和棒材分别进行保温的设备为马弗炉。 本专利技术高强度镁合金的有益效果在于:(1)钙和镉协同作用在细化镁合金的晶粒同时还可以防止镁合金溶体的氧化，由于钙原子的加入，聚集在位错线上的溶质原子密度增加，阻碍了位错的“弓出”运动；改善了合金的固溶和时效行为，时效析出过程变慢，抑制了合金的再结晶过程，使合金的强度和硬度提闻;(2)在钙和镉协同作用下，增加锌在镁合金中低温条件下的固溶度；(3)Zn和Mg会形成MgZn(稳定相)和MgZnz等中间相(亚稳相)。合金在时效过程中能析出弥散的MgZn及其MgZn2中间相，起着弥散强化的作用，因而镁合金有较好的时效硬化效果，提高镁合金的强度和硬度；(4)镁合金中不含稀土，在保证低成本的前提下进一步增强了镁合金的强度。 【具体实施方式】 本专利技术所用的干燥箱为101-3型干燥箱，熔炼炉为SG-9-10型电阻坩锅炉，不锈钢坩锅尺寸为Φ 147x250mm，浇注模具尺寸为Φ63χ135πιπι。力学性能测试按照GB/T4338-2006标准进行，力学性能测试仪器为东莞正邦检测设备有限公司产BA-100C-5型万能材料力学性能测试仪。 下面结合【具体实施方式】对本专利技术的技术方案作进一步具体说明。 实施例1一种镁合金，该镁合金中，铝的重量百分比为1.8%，锌的重量百分比为6.5%，钙的重量百分比为1.2%,镉的重量百分比为0.5%,余量为镁。 一种镁合金的制备方法，用于制备权利要求1所述的镁合金，该方法包括以下步骤:(1)预热:将纯金属镁、纯金属铝、纯金属锌、纯钙、纯金属镉以及坩锅在干燥箱中烘干预热至200°c ；(2)溶炼:预热的镁放入坩锅中加热至650°C溶化，同时通入保护性气体SF6与0)2，气体流量CO2:4L/min, SF6:0.04L/min,当溶炼炉内的温度接近750°C时，再依次加入预热的纯金属铝、纯金属锌、纯钙和纯金属镉，将温度升高到780°C后，进行第一次保温，保温时间为lOmin，然后进行第一次揽拌，搅拌时间2min ;继续升温至800°C进行第二次保温，保温时间为20min,然后进行第二次搅拌,搅拌时间约为2min ;再静置20min ；(3)浇注:当温度降低到700°C时开始进行绕入，模具温度为220°C，绕注成圆铸淀在空气中自然冷却；(4)固溶处理:对铸锭进行挤压处理，得到镁合金的棒材。棒材在400°C的马弗炉中保温2h，460°C的环境中保温12h，然后将棒材放入到室温的水中进行淬火；(5)时效处理:合金固溶处理后，分别在马弗炉中120°C的温度条件下进行时效处理，时效时间为24h。 通过力学性能测试得出，该镁合金的屈服强度为374MPa，抗拉强度为386MPa，延伸率4.8%。 实施例2一种镁合金，该镁合金中，铝的重量百分比为5.5%，锌的重量百分比为9.5%，钙的重量百分比为7.0镉的重量百分比为3.0余量为镁。 一种镁合金的制备方法，用于制备权利要求1所述的镁合金，该方法包括以下步骤:(1)预热:将镁、铝、锌、钙、镉以及坩锅在干燥箱中烘干预热至220°c；(2)溶炼:预热的镁放入坩锅中加热至720°C溶化，同时通入保护性气体SF6与0)2，气体流量CO2:6L/min, SF6:0.07L/min,当溶炼炉内的温度接近750°C时，再依次加入预热的铝、锌、钙和镉，将温度升高到780°C后，进行第一次保温，保温时间为20min，然后进行第一次揽拌，搅拌时间4min ;继续升温至800°C进行第二次保温，保温时间为40min，然后进行第二次搅拌，搅拌时间约为4min ;再静置30min ；(3)浇注:当温度降低到700°C时开始进行绕入，模具温度为220°C，绕注成圆铸淀在空气中自然冷却；(4)固溶处理:对铸锭进行挤压处理，得到本文档来自技高网...

【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1.8％～5.5％，锌的重量百分比为6.5％～9.5％，钙的重量百分比为1.2～7.0％，镉的重量百分比为0.5～3.0％，余量为镁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姬胜国，
申请(专利权)人：无棣向上机械设计服务有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37