一种高性能易锻造的镁合金材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高性能易锻造的镁合金材料及制备方法，本发明专利技术的镁合金材料按质量百分比，包括以下组成：Y元素：7.0％

【技术实现步骤摘要】
一种高性能易锻造的镁合金材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及合金材料领域，尤其涉及一种高性能易锻造的镁合金材料及制备方法。

技术介绍

[0002]镁合金被誉为“21世纪绿色结构材料”，在交通运输、通讯仪器、轻工、航空、军工等领域具备广泛的应用前景。目前镁合金在汽车工业中的应用以每年15％～20％的速度快速增加，远高于其他金属材料。但其受制于塑形变形能力差和强度较低的缺陷，实际应用方面较铝合金及钢铁材料相距较大，尤其高温性能下降过大，严重限制了其应用。所以提高镁合金强度，开发新型高强度镁合金应用材料是镁合金研究中必须解决的问题。目前国内外研究方向倾向于稀土元素合金化、快速凝固技术、大塑形变形及复合材料方面，以期获得高强/超高强镁合金材料。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决
技术介绍
中存在的技术问题，而提供一种高性能易锻造的镁合金材料及制备方法，其力学性能较高，抗拉强度可达到500MPa以上。
[0004]本专利技术的技术解决方案是：本专利技术为一种高性能易锻造的镁合金材料，其特殊之处在于：所述镁合金材料按质量百分比，包括以下组成：Y元素：7.0％
‑
10.0％，Cd元素：0.5％
‑
1.5％，Ce/La：3.0％
‑
4.0％，其余为镁元素。
[0005]进一步的，Y元素为Mg
‑
Y中间合金。
[0006]进一步的，Cd元素为Mg
‑
Cd中间合金。
[0007]进一步的，Ce/La元素为Mg
‑
Ce/La复合中间合金。
[0008]进一步的，Mg元素为纯元素。
[0009]一种制备上述的高性能易锻造的镁合金材料的方法，其特殊之处在于：所述制备方法包括以下步骤：
[0010]1)合金配料:按照配合比例配合后熔炼成铸锭，熔炼设备为中频熔炼炉，合金铸锭含Y元素：7.0％
‑
10.0％，Cd元素：0.5％
‑
1.5％，Ce/La：3.0％
‑
4.0％，其余为镁元素；
[0011]2)铸锭退火：对铸锭进行均质化处理：均质化温度：380℃
‑
420℃，时间：10
‑
12h；水淬；
[0012]3)锻造。
[0013]进一步的，步骤1)中的熔炼工艺如下：炉内通入保护气：SF6+CO2，SF6体积占比为：0.05
‑
1％，其余为CO2，加热功率10
‑
20kw预加热10
‑
25分钟后，加热功率15
‑
35kw加热至溶液全熔，然后在加热功率30
‑
35kw保温20
‑
40分钟，再以加热功率10
‑
20kw降温15
‑
30分钟至浇注温度，浇铸温度：670℃
‑
730℃，然后浇注。
[0014]进一步的，步骤中3)锻造的具体步骤如下：
[0015]铸锭加热时间：D
÷
1.0mm/min(D为铸锭直径，单位mm)；
[0016]铸锭加热温度：350
‑
400℃；
[0017]锻造模具温度：220
‑
280℃；
[0018]锻造比：3
‑
4。
[0019]进一步的，步骤中3)之后还包括步骤4)锻造产品的时效处理：挤压产品固溶处理温度：180℃
‑
250℃，保温时间：4
‑
10小时。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]1)在合金中添加7％
‑
10％的Y元素以增强合金的固溶强化作用和细晶强化作用；
[0022]2)在合金中添加Ce、La及Cd元素以可以提高镁合金再结晶温度和减缓再结晶过程，又可以析出非常稳定的弥散相粒子，从而能大幅度提高镁合金的高温强度和蠕变抗力；
具体实施方式
[0023]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述：
[0024]实施例1
[0025]本专利技术的高性能易锻造的镁合金材料按质量百分比，包括以下组成：镁元素：余量，Y元素：7.5％，Cd元素：0.6％，Ce/La元素：3.5％。
[0026]其制备方法如下：
[0027]1)按照以上配合比例配合后熔炼成铸锭，熔炼工艺如下：炉内通入保护气：SF6+CO2，SF6体积占比为：0.7％，其余为CO2，加热功率15kw预加热13分钟后，加热功率25kw加热至溶液全熔，然后在加热功率30kw保温25分钟，再以加热功率12kw降温15分钟至浇注温度，浇铸温度：720℃，然后浇注；
[0028]2)铸锭退火：对铸锭进行均质化处理：均质化温度：380℃，时间：10h；水淬；
[0029]3)锻造：
[0030]铸锭加热时间及温度：直径300mm铸锭加热温度380℃，到温后保温时间300min；
[0031]锻造模具温度：230℃；
[0032]锻造过程中锻造比为3；
[0033]4)锻造产品的时效处理：
[0034]挤压产品固溶处理温度：180℃，保温时间：10小时。
[0035]得到的高性能易锻造的镁合金材料性能数据(室温拉伸)：
[0036]状态抗拉强度/MPa屈服强度/MPa延伸率/％铸锭未退火3763216铸锭退火3953608锻造产品48742312时效处理50744915
[0037]实施例2
[0038]本专利技术的高性能易锻造的镁合金材料按质量百分比，包括以下组成：镁元素：余量，Y元素：8.5％，Cd元素：1.0％，Ce/La元素：3.6％。
[0039]其制备方法如下：
[0040]1)按照以上配合比例配合后熔炼成铸锭，熔炼工艺如下：炉内通入保护气：SF6+CO2，SF6体积占比为：0.9％，其余为CO2，加热功率18kw预加热10分钟后，加热功率30kw加热
至溶液全熔，然后在加热功率32kw保温30分钟，再以加热功率18kw降温20分钟至浇注温度，浇铸温度：730℃，然后浇注；
[0041]2)铸锭退火：
[0042]对铸锭进行均质化处理：均质化温度：390℃，时间：10h；水淬；
[0043]3)锻造：
[0044]铸锭加热时间及温度：直径300mm铸锭加热温度390℃，到温后保温时间300min；
[0045]锻造模具温度：240℃；
[0046]锻造过程中锻造比为3.6；
[0047]4)时效处理：
[0048]锻造产品250℃保温5小时。
[0049]得到的高性能易锻造的镁合金材料性能数据(室温拉伸)：
[0050]状态抗拉强度/MPa屈服强度/MPa延伸率/％铸锭未退火3963317铸锭退火4083569本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能易锻造的镁合金材料，其特征在于：所述镁合金材料按质量百分比，包括以下组成：Y元素：7.0％
‑
10.0％，Cd元素：0.5％
‑
1.5％，Ce/La：3.0％
‑
4.0％，其余为镁元素。2.根据权利要求1所述的高性能易锻造的镁合金材料，其特征在于：所述Y元素为Mg
‑
Y中间合金。3.根据权利要求1所述的高性能易锻造的镁合金材料，其特征在于：所述Cd元素为Mg
‑
Cd中间合金。4.根据权利要求1所述的高性能易锻造的镁合金材料，其特征在于：所述Ce/La元素为Mg
‑
Ce/La复合中间合金。5.根据权利要求1所述的高性能易锻造的镁合金材料，其特征在于：所述Mg元素为纯元素。6.一种制备权利要求1所述的高性能易锻造的镁合金材料的方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：1)合金配料:按照配合比例配合后熔炼成铸锭，熔炼设备为中频熔炼炉，合金铸锭含Y元素：7.0％
‑
10.0％，Cd元素：0.5％
‑
1.5％，Ce/La：3.0％
‑
4.0％，其余为镁元素；2)铸锭退火：对铸锭进行均质化处理：均质化温度：380℃
‑
420℃，时间：10
‑
12h；水淬；3)锻造。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：王若冰，范佳，王瑞，樊晓泽，韩金强，杜军伟，
申请(专利权)人：西安四方超轻材料有限公司，
类型：发明
国别省市：