一种超塑性半固态挤压成型镁锂合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种超塑性半固态挤压成型镁锂合金及其制备方法。本发明专利技术的镁锂合金通过Li、Zn、Al、RE、Si等元素配比设计，以及系列热处理工艺，使其制备的铸件具有较好的力学性能，抗拉强度达到312Mpa，屈服强度达到257Mpa，延伸率达到21％，具有良好的半固态挤压性能和重量轻、阻尼大等特点，能够用于航空、航天、3C电子壳体、军事装备等领域中减震降噪、屏蔽干扰的零件的制造。的零件的制造。

【技术实现步骤摘要】
一种超塑性半固态挤压成型镁锂合金及其制备方法


[0001]本专利技术属于镁合金
，尤其涉及一种超塑性半固态挤压成型镁锂合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]镁锂合金是迄今为止密度最小的合金材料。由金属镁和金属锂为主要元素而制得的镁锂合金密度很小，一般为1.35～1.65g/cm3，是所有金属结构材料中最轻的，它比普通镁合金轻1/4～1/3，比铝合金轻1/3～1/2，所以镁锂合金也称为超轻合金。镁锂合金具有很高的比强度、比刚度和优良的抗振性能及抗高能粒子穿透能力，而且镁锂合金的密度远远小于新型航空用材铝锂合金的密度，是航天、航空、兵器工业、核工业、汽车、3C产业、医疗器械等领域最理想并有巨大的发展潜力的结构材料之一。随着世界范围内能源短缺，很多工业领域对轻量化材料和器件的需求极为迫切。镁合金材料以质轻、原料丰富和综合性能优良而被誉为21世纪最具发展潜力的绿色工程材料，而镁锂合金作为世界上最轻的合金，其优良的加工变形能力和低的密度在国民经济很多领域将会发挥其更大的作用，尤其是在航空航天和电子等工业领域更加受到人们的青睐。
[0003]总之，作为一种新型超轻材料，镁锂合金已广泛应用于汽车制造、航空航天等领域。但是，现有镁锂合金成本较高，比较昂贵，并且锂的加入在降低密度、提高塑性的同时，却使合金的抗腐蚀性能显著降低，使其应用受到了很大的限制，需要进行有效的防护处理来发挥镁锂合金的优良性能。若能提高基础的熔炼技术，开发新的加工工艺和设备，必然能使镁锂合金的应用和开发进入更加良性循环的轨道，挖掘出其巨大的潜在市场。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术第一个方面提出一种镁锂合金材料。
[0005]本专利技术的第二个方面提出了一种半固态挤压镁锂合金铸件。
[0006]本专利技术的第三个方面提出了一种半固态挤压镁锂合金铸件的制备方法。
[0007]本专利技术的第四个方面提出了一种镁锂合金在制备3C电子壳体、航空航天、军事装备零件中的应用。
[0008]根据本专利技术的第一个方面，提出了一种镁锂合金材料，按质量百分比计，包括如下成分：
[0009]Li 9％～16％；
[0010]Al 0.60％～3.5％；
[0011]Si 0.3％～1.0％；
[0012]Zn 0.05％～1.0％；
[0013]RE 0.1％～1.0％；
[0014]余量为Mg及不可避免的杂质，所述杂质元素质量百分比＜1.0％。
[0015]在本专利技术中，Zn主要提高合金流动性，材料成型性；Si主要起到提高材料的抗拉强度、抗蠕变性能；Al在合金组元中主要是提高材料强度、固溶性，促进晶粒细化作用；RE增加合金的强度，更好地提高材料的稳定性；Li主要提高合金的塑性，稳定合金晶粒结构，屏蔽电荷作用。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述RE为Ga、Nd中的至少一种。
[0017]根据本专利技术的第二个方面，提出了一种半固态挤压镁锂合金铸件，包含上述的镁锂合金材料。
[0018]根据本专利技术的第三个方面，提出了一种半固态挤压镁锂合金铸件的制备方法，包括如下步骤：
[0019]S1：以Mg锭、Zn锭、Al锭、Mg
‑
Li中间合金、Al
‑
Si中间合金、Mg
‑
RE中间合金为原料，按各元素所述质量百分比配料，熔炼，得到合金液；
[0020]S2：对合金液进行精炼、除气，浇注得到铸锭，空冷；
[0021]S3：对空冷后的所述铸锭进行半固态挤压，成型，进行T6处理，得到镁锂合金铸件。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，S1所述熔炼具体为：惰性气体下，先将Mg锭、Al锭、Zn锭熔化，然后加入Mg
‑
RE中间合金、再加入Al
‑
Si中间合金熔化、Mg
‑
Li中间合金熔化，撇去表面浮渣。
[0023]在本专利技术的一些优选的实施方式中，S1所述熔炼具体为：惰性气体下，先将Mg锭、Al锭、Zn锭熔化，待温度为780℃～810℃时加入Mg
‑
RE中间合金，待温度为730℃～760℃时再加入Al
‑
Si中间合金熔化，待温度为710℃～750℃时加入Mg
‑
Li中间合金熔化，撇去表面浮渣。
[0024]在本专利技术的一些优选的实施方式中，S2所述精炼的温度为710℃～730℃。
[0025]在本专利技术的一些优选的实施方式中，S2所述精炼的时间为10min～25min。
[0026]在本专利技术的一些优选的实施方式中，S2所述浇注的模具需要预热到120℃～160℃。
[0027]在本专利技术的一些优选的实施方式中，在S2所述精炼后，还需在710℃～730℃下静置10min～30min。
[0028]在本专利技术的一些优选的实施方式中，S3所述T6处理具体为：在300℃～450℃进行固溶处理，然后降温至150℃～250℃进行人工时效处理。
[0029]在本专利技术的一些优选的实施方式中，上述固溶处理的时间为8h～12h。
[0030]在本专利技术的一些优选的实施方式中，上述人工时效处理的时间为10h～24h。
[0031]在本专利技术的一些优选的实施方式中，S3所述半固态挤压具体条件为：在630℃～650℃重熔铸锭，金属模具温度为260℃～300℃。
[0032]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，S3所述的半固态挤压的压射力速度为1.0m/s～3.0m/s，压射力为50MPa～70MPa。
[0033]根据本专利技术的第四个方面，提出了一种镁锂合金在制备3C电子壳体、航空航天、军事装备零件中的应用。
[0034]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述镁锂合金为第一个方面所述的镁锂合金材料或第二个方面所述的半固态挤压镁锂合金铸件。
[0035]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述镁锂合金为根据第三个方面所述的制
备方法制备的半固态挤压镁锂合金铸件。
[0036]本专利技术的有益效果为：
[0037]1.本专利技术的镁锂合金具有较好的力学性能，抗拉强度达到312Mpa，屈服强度达到257Mpa，延伸率达到21％，具有良好的半固态挤压性能和重量轻、阻尼大等特点。
[0038]2.本专利技术的制备方法简单，易于操作，能实现工业化生产。
[0039]3.本专利技术的镁锂合金材料应用范围广泛，可用于航空、航天、3C电子壳体、军事装备等领域中减震降噪、屏蔽干扰的零件的制造。
具体实施方式
[0040]以下将结合实施例对本专利技术的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镁锂合金材料，其特征在于，按质量百分比计，包括如下成分：Li 9％～16％；Al 0.60％～3.5％；Si 0.3％～1.0％；Zn 0.05％～1.0％；RE 0.1％～1.0％；余量为Mg及不可避免的杂质，所述杂质元素质量百分比＜1.0％。2.根据权利要求1所述的镁锂合金材料，其特征在于，所述RE为Ga、Nd中的至少一种。3.一种半固态挤压镁锂合金铸件，其特征在于，包含如权利要求1或2所述的镁锂合金材料。4.一种半固态挤压镁锂合金铸件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：以Mg锭、Zn锭、Al锭、Mg
‑
Li中间合金、Al
‑
Si中间合金、Mg
‑
RE中间合金为原料，按各元素所述质量百分比配料，熔炼，得到合金液；S2：对合金液进行精炼、除气，浇注得到铸锭，空冷；S3：对空冷后的所述铸锭进行半固态挤压，成型，进行T6处理，得到如权利要求3所述的半固态挤压镁锂合金铸件。5.根据权利要求4所述的半固态挤压镁锂合金铸件的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯建平，李建文，
申请(专利权)人：台山市中镁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：