一种高强高导热混合稀土压铸镁合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高强高导热混合稀土压铸镁合金及其制备方法，涉及有色金属的技术领域。以质量百分比计，所述镁合金包括：3.95

【技术实现步骤摘要】
一种高强高导热混合稀土压铸镁合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及有色金属的
，尤其涉及一种高强高导热压铸镁合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]镁的密度为1.74g/cm3，导热系数为158W/(m
·
K)，是优质的轻量化散热件材料，然而镁的绝对强度力学性能交底，对镁进行合金化是提高其力学性能的有效手段，镁合金具有比强度和比刚度高的欧典，同时兼具良好的铸造、电磁屏蔽和阻尼等性能，是当今应用增长最快的轻质金属结构材料，在航空航天、汽车、电子产品、国防军事等领域具有广阔应用。
[0003]然而，对镁进行合金化对导致其导热性能下降，如商业镁合金AZ91的导热系数仅有58W/(m
·
K)、AS21导热系数为68W/(m
·
K)、WE43导热系数为51W/(m
·
K)。商业导热镁合金多为变形镁合金，例如Mg
‑
Zn系列中的Mg
‑
2ZN
‑
Zr，其热导率为132.1W/(m
·
K)、抗拉强度达279MPa，制备时需要经过643K/12h固溶、673K轧制、673K/1h退火和693K/4h+448K/24h的工艺步骤，其时效和变形处理工艺较为繁琐。再如Mn
‑
Mn系列中Mg
‑
0.5Mn
‑
0.3Ce，其热导热达126.9W/(m
·
K)、抗拉强度达320.9MPa，制备时需经过T4(693K/12h)+挤压(673K)。导热变形镁合金市场主要集中于对导热和强度均具有较高要求的5G基站、车用构件中。
[0004]与变形镁合金不同的是，铸造中高强镁合金的导热系数较低，如Mg
‑
Al系列合金导热性能仅有80W/(m
·
K)，Mn
‑
RE系列(除Mg
‑
Ce、Mg
‑
La外)导热系数约只有50W/(m
·
K)，无法直接用于散热构件。然而，铸造中高导热镁合金的强度往往较低，如Mg
‑
2Sn
‑
2.3La铸造镁合金，其导热系数达149W/(m
·
K)，但其力学性能较差仅有134MPa；Mg
‑
Si
‑
Sn
‑
Ca四元合金，其导热系数在130
‑
145W/(m
·
K)之间，其抗拉强度约只有110MPa。
[0005]中高强铸造镁合金通过添加多种微合金元素，可以使得其导热系数上升，例如Mg
‑
3A1
‑
3Ce
‑
0.25Mn
‑
1.55La
‑
0.6Zn
‑
0.15Ca的镁合金导热系数达到110W/(m
·
K)、抗拉强度大于220MPa，但是其合金成分过于复杂，制备难度较高；再如Mg
‑
Ca
‑
Sm
‑
Zr镁合金的导热系数提升至80W/(m
·
K)，但在制备时Zr均匀添加难度较大；还有如Mg
‑
4Sm
‑
(0.5～2.64)Al的导热系数约100W/(m
·
K)，但其力学性能下降较快强度仅为105MP；如Mg
‑
Zn
‑
Sm
‑
Mn的导热系数提升至100W/m
·
K，但其强度则下降至100Mpa。Mg
‑
La、Mg
‑
Ce低固溶度稀土镁合金相比高固溶度稀土镁合金的导热可达90～140W/(m
·
K)，但强度约只有100MPa，通过添加Al、Mn等元素后，其力学性能明显上升导热略有下降，如：Mg
‑
5La
‑
3Al
‑
0.3Mn压铸镁合金的强度约有240MPa、导热约有100W/(m
·
K)；以及Mg
‑
4Ce
‑
3Al
‑
0.5Mn、Mg
‑
4Ce
‑
2Al
‑
0.5Mn压铸系列，其强度约有220MPa、导热为约有100W/(m
·
K)。
[0006]因此，如何在保证压铸镁合金导热系数的前提下，如何进一步优化镁合金的力学性能是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种高强高导热混合稀土压铸镁合金及其制备方法，该压
铸镁合金的室温热导率大于或等于100W/(m
·
K)，且抗拉强度大于或等于250MPa，延伸率大于或等于10％，能够在提高镁合金强度的前提下，保持镁合金的导热性能。
[0008]第一方面，本专利技术提供一种高强高导热混合稀土压铸镁合金，采用如下的技术方案，以质量百分比计，包括：3.95
‑
4.05％的RE、2.95
‑
3.06％的Al、0.45
‑
0.52％的Mn和余量的Mg；其中，所述RE为La与Ce的混合物。
[0009]本专利技术提供的一种高强高导热混合稀土压铸镁合金的有益效果在于：通过La与Ce元素在镁合金中的协同，能够提高镁合金的导热率和力学综合性能。
[0010]可选地，所述RE为La与Ce以质量比1：(1
‑
9)的混合物。
[0011]第二方面，本专利技术提供上述任一高强高导热混合稀土压铸镁合金的制备方法，包括以下步骤：
[0012]以质量百分比称取纯Mg、纯Al、Mg
‑
Mn中间合金和Mg
‑
RE中间合金进行配料；其中，所述Mg
‑
Mn中间合金中Mn的质量百分比为10％，所述Mg
‑
RE中间合金中RE的质量百分比为30％，且RE为La与Ce的混合物；
[0013]将纯Mg置于通入保护气氛的环境中加热至熔融后，加入纯Al、Mg
‑
Mn中间合金和Mg
‑
RE中间合金并升温搅拌至完全熔融，得合金熔体；
[0014]压铸机对合金熔体进行压射铸型，得镁合金铸件。
[0015]本专利技术提供的最红高强度高导热混合稀土压铸镁合金的制备方法，其有益效果在于：在原料添加时，加入Mg
‑
RE中间合金，能够提高镁合金的导热率和力学综合性能。
[0016]可选地，执行将纯Mg置于通入保护气氛的环境中加热至熔融的步骤中，包括：将坩埚加热至400℃后通入保护气氛；将纯Mg置于坩埚内，并在纯Mg表面铺撒助熔剂后，均匀升温至纯Mg完全熔融。
[0017]可选地，所述保护气氛为SF6与C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强高导热混合稀土压铸镁合金，其特征在于，以质量百分比计，包括：3.95
‑
4.05％的RE、2.95
‑
3.06％的Al、0.45
‑
0.52％的Mn和余量的Mg；其中，所述RE为La与Ce的混合物。2.根据权利要求1所述的高强高导热混合稀土压铸镁合金，其特征在于，所述RE为La与Ce以质量比1∶(1
‑
9)的混合物。3.一种如权利要求1至2任一项所述高强高导热混合稀土压铸镁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以质量百分比称取纯Mg、纯Al、Mg
‑
Mn中间合金和Mg
‑
RE中间合金进行配料；其中，所述Mg
‑
Mn中间合金中Mn的质量百分比为10％，所述Mg
‑
RE中间合金中RE的质量百分比为30％，且RE为La与Ce的混合物；将纯Mg置于通入保护气氛的环境中加热至熔融后，加入纯Al、Mg
‑
Mn中间合金和Mg
‑
RE中间合金并升温搅拌至完全熔融，得合金熔体；采用压铸机对合金熔体进行压射铸型，得镁合金铸件。4.根据权利要求3所述的高强高导热混合稀土压铸镁合金制备方法，其特征在于，执行将纯Mg置于通入保护气氛的环境中加热至熔融的步骤中，包括：将坩埚加热至400℃后通入保护气氛；将纯Mg置于坩埚内，并在纯Mg表面铺撒助熔剂后，均匀升温至纯Mg完全熔融。5.根据权利要求4所述的高强高导热混合稀土压铸镁合金制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗岚，王佳威，习方旭，刘勇，张曦，曾奕琦，黄奔，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：