一种镁锂合金电化学性能的控制方法以及镁锂合金技术

本发明专利技术提供的镁锂合金电化学性能的控制方法，突破了传统的单纯使用铸态镁锂合金的思路，对铸态镁锂合金坯料进行挤压操作，通过控制合金坯料的温度、挤压筒的温度、挤压模具的温度、保温时间等因素，使得挤压后的镁锂合金在0.7mol/L-1.0mol/L NaCl溶液中的腐蚀电位达到-1.8V至-1.4V、开路电位达到-1.8V至-1.5V、恒电流氧化电位达到-1.6V至0V、电化学阻抗达到30-160Ω·cm2，相比于纯铸态的镁锂合金，电化学性能得到大幅度提升。

【技术实现步骤摘要】
一种镁锂合金电化学性能的控制方法以及镁锂合金
本专利技术涉及一种镁锂合金电化学性能的控制方法以及镁锂合金，属于镁锂合金制备

技术介绍
Mg-Li合金属于超轻金属材料，其密度只有铝合金的1/2，是传统镁合金的3/4，Mg-Li合金具有密度低、比强度、比刚度、比弹性模量高等特色，且具有很好的铸造性能和切削加工性能。因而其压铸件被广泛应用于汽车制造、航空航天、通讯、光学仪器和计算机制造业。近年来，Mg-Li合金在大型、薄型的乘用车以及船舶中得到了广泛应用，其特别适合用于制造大型、薄型乘用车的箱体、框架、壁架、车身以及船舶的船体。然而，在乘用车以及船舶的实际使用中，人们发现：由于车身、船体以及其他关键零部件常常暴露于Na+和Cl-存在的恶劣环境中，车身、船体以及其他关键部件常常受到腐蚀，破坏了乘用车以及船体的美观性，并严重降低了乘用车以及船体的整体使用寿命。综上所述，如何提高Mg-Li合金的抗腐蚀性能是现有技术中还没有解决的技术难题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中铸态镁锂合金抗腐蚀性能较差的技术缺陷，从而提供一种能够提高镁锂合金的包括抗腐蚀性能在内的电化学性能的控制方法。本专利技术要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中铸态镁锂合金抗腐蚀性能较差的技术缺陷，从而提供一种具有较高的抗腐蚀性能的镁锂合金。为此，本专利技术提供一种镁锂合金电化学性能的控制方法，对铸态镁锂合金坯料进行挤压操作，所述挤压操作包括如下步骤：(1)将镁锂合金坯料加热至300℃-350℃；(2)将挤压模具加热至420℃-460℃；(3)将包围在挤压模具外围的挤压筒加热至300℃-400℃；(4)采用上述温度的挤压模具、挤压筒对上述温度的镁锂合金坯料进行挤压以形成具有一定截面尺寸的镁锂合金型材；(5)将镁锂合金型材保温60-100min。所述步骤(4)中，镁锂合金坯料的挤压比为13:1-16:1。所述步骤(1)中，镁锂合金坯料包括如下质量百分比的组分：Li:0-20％,Al:0.8％-1.5％,Pb:0.6％-1.6％,Mn:0.6％-1.6％,余量为Mg和杂质。所述镁锂合金坯料为Mg-8Li-Al-Pb-Mn合金坯料、Mg-5Li-Al-Pb-Mn合金坯料、Mg-3Li-Al-Pb-Mn合金坯料、Mg-Li-Al-Pb-Mn合金坯料中的一种。所述步骤(3)中，挤压筒的温度为310℃、330℃、350℃、370℃中的一种。所述步骤(3)中，将镁锂合金坯料挤压成板材。所述步骤(3)中，将镁锂合坯料挤压成截面积为10-20mm的板材。本专利技术还提供一种镁锂合金，该种镁锂合金采用上述任一项所述的挤压方法控制其电化学性能。所述镁锂合金在0.7mol/L-1.0mol/LNaCl溶液中的腐蚀电位范围为-1.8V至-1.4V，和/或所述镁锂合金在0.7mol/L-1.0mol/LNaCl溶液中的开路电位范围为-1.8V至-1.5V。所述镁锂合金在0.7mol/L-1.0mol/LNaCl溶液中的恒电流氧化电位范围-1.6V至0V，和/或所述镁锂合金在0.7mol/L-1.0mol/LNaCl溶液中的电化学阻抗范围30-160Ω·cm2。本专利技术提供的镁锂合金的挤压方法以及镁锂合金具有如下优点：1.本专利技术提供的镁锂合金电化学性能的控制方法，突破了传统的单纯使用铸态镁锂合金的思路，对铸态镁锂合金坯料进行挤压操作，通过控制合金坯料的温度、挤压筒的温度、挤压模具的温度、保温时间等因素，使得挤压后的镁锂合金在0.7mol/L-1.0mol/LNaCl溶液中的腐蚀电位达到-1.8V至-1.4V、开路电位达到-1.8V至-1.5V、恒电流氧化电位达到-1.6V至0V、电化学阻抗达到30-160Ω·cm2，相比于纯铸态的镁锂合金，电化学性能得到大幅度提升。2.本专利技术的镁锂合金的挤压方法，由恒电流氧化曲线可以看出，随着氧化电流的增加相应的电位正移，电流密度为10mA·cm-2时，各种成分的合金放电平稳，随着放电电流的增加，计时电位曲线出现比较剧烈的上下波动。比较相同成分的铸态合金和挤压合金的放电性能，放电电流为20mA时，挤压筒温度为370℃挤压的Mg-8Li-Al-Pb-Mn合金的电位为最负，为-1.1V，比铸态合金正移0.3V，其他温度挤压筒的挤压态合金恒电流氧化的电位均比铸态的发生正移。3.本专利技术的镁锂合金的挤压方法，从合金恒电流氧化后的交流阻抗图可以看出，310℃和330℃挤压后的Mg-8Li-Al-Pb-Mn合金的电阻分别为150Ω和125Ω，而铸态的Mg-8Li-Al-Pb-Mn合金的电阻为110Ω。挤压态的合金放电后的电阻均大于相应的铸态合金的电阻。4.本专利技术镁锂合金的挤压方法，将所述步骤(3)中，将镁锂合金坯料挤压成板材，便于加工，并且可以保证镁锂合金相对均匀的电化学性能。5.本专利技术的镁锂合金的挤压方法，从实验结果可以看出，在Na+和Cl-存在的环境中，随着Li含量的增加，挤压筒温度为310℃挤压后的Mg-8Li-Al-Pb-Mn合金有着更好的性能，因此更适用于乘用车车身及新能源车辆其他关键零部件的制造，以及海洋的船舶的制造。需要说明的是，本专利技术中，如不进行特殊说明，挤压比均是指镁锂合金坯料挤压前后的横截面积之比。本专利技术中，Mg-8Li-Al-Pb-Mn合金坯料是指Mg、Li、Al、Pb、Mn的摩尔比为1:8:1:1:1的合金坯料；Mg-5Li-Al-Pb-Mn合金坯料是指Mg、Li、Al、Pb、Mn的摩尔比为1:5:1:1:1的合金坯料；Mg-3Li-Al-Pb-Mn合金坯料是指Mg、Li、Al、Pb、Mn的摩尔比为1:3:1:1:1的合金坯料；Mg-Li-Al-Pb-Mn合金坯料是指Mg、Li、Al、Pb、Mn的摩尔比为1:1:1:1:1的合金坯料。在本专利技术中，步骤(1)、(2)、(3)、(4)并不代表从前向后的先后顺序，而只是为了叙述方便进行的表达。附图说明图1是利用实施例1、2、3、4所述的挤压方法挤压后Mg-8Li-Al-Pb-Mn合金的稳态极化曲线图；图2是利用实施例1、2、3、4所述的挤压方法挤压后Mg-8Li-Al-Pb-Mn合金的开路电位随时间的变化曲线图；图3是利用实施例1所述的挤压方法挤压后Mg-8Li-Al-Pb-Mn合金的计时电位曲线图；图4是利用实施例2所述的挤压方法挤压后Mg-8Li-Al-Pb-Mn合金的计时电位曲线图；图5是利用实施例3所述的挤压方法挤压后Mg-8Li-Al-Pb-Mn合金的计时电位曲线图；图6是利用实施例4所述的挤压方法挤压后Mg-8Li-Al-Pb-Mn合金的计时电位曲线图；图7是利用实施例1、2、3、4所述的挤压方法挤压后Mg-8Li-Al-Pb-Mn合金的交流阻抗图；图8为利用实施例5、6、7所述的挤压方法挤压得到的三种挤压态合金的稳态极化曲线图；图9为利用实施例5、6、7所述的挤压方法挤压得到的三种挤压态合金的开路电位随时间的变化曲线图；图10为利用实施例5、6、7所述的挤压方法挤压得到的三种挤压态合金的交流阻抗图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的镁锂合金的挤压方法，以及利用本专利技术的镁锂合金的挤压方法挤压后的镁锂合金的电化学性能进行详细说明。实施例1本实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁锂合金电化学性能的控制方法，其特征在于：对铸态镁锂合金坯料进行挤压操作，所述挤压操作包括如下步骤：(1)将镁锂合金坯料加热至300‑350℃；(2)将挤压模具加热至420‑460℃；(3)将包围在挤压模具外围的挤压筒加热至300‑400℃；(4)采用上述温度的挤压模具、挤压筒对上述温度的镁锂合金坯料进行挤压以形成具有一定截面尺寸的镁锂合金型材；(5)将镁锂合金型材保温60‑100min。

【技术特征摘要】
1.一种镁锂合金电化学性能的控制方法，其特征在于：对铸态镁锂合金坯料进行挤压操作，所述挤压操作包括如下步骤：(1)将镁锂合金坯料加热至300-350℃；(2)将挤压模具加热至420-460℃；(3)将包围在挤压模具外围的挤压筒加热至300-400℃；(4)采用上述温度的挤压模具、挤压筒对上述温度的镁锂合金坯料进行挤压以形成具有一定截面尺寸的镁锂合金型材；(5)将镁锂合金型材保温60-100min；所述步骤(1)中，镁锂合金坯料包括如下质量百分比的组分：Li:0-20％,Al:0.8％-1.5％,Pb:0.6％-1.6％,Mn:0.6％-1.6％,余量为Mg和杂质。2.根据权利要求1所述的镁锂合金电化学性能的控制方法，其特征在于：所述步骤(4)中，镁锂合金坯料的挤压比为13:1-16:1。3.根据权利要求1-2中任一项所述的镁锂合金电化学性能的控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中，镁锂合金坯料为Mg-8Li-Al-Pb-Mn合金坯料、Mg-5Li-Al-Pb-Mn合金坯料、Mg-3Li-Al-Pb-Mn合金坯料、Mg-Li-Al-Pb-Mn合金坯料中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琳琳，
申请(专利权)人：北汽福田汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11