一种低稀土含量高强塑性制造技术

本发明专利技术公开了一种低稀土含量高强塑性

【技术实现步骤摘要】
一种低稀土含量高强塑性Mg
‑
Zn
‑
Ce合金及其短流程制备方法


[0001]本专利技术涉及金属材料
，特别是涉及一种低稀土含量高强塑性
Mg
‑
Zn
‑
Ce
合金及其短流程制备方法
。

技术介绍

[0002]随着世界自然环境和能源问题日益严峻，当前对汽车轻量化的需求也越来越强烈
。
镁合金密度低
、
比强度和比刚度高的特点使其极具吸引力
。
[0003]传统的镁合金板材的生产过程一般包括传统凝固铸造
、
多道次热轧等一系列步骤，所以其生产周期长，成本高
。
铸轧将凝固和轧制结合为一个生产步骤，因此，与使用传统凝固铸造的板材相比，减少了制造周期
、
能源消耗和最终成本
。
[0004]但是在生产镁合金铸轧板的过程不可避免地会产生成分偏析，如反偏析和中心线偏析，从而使板材的均匀性变差，严重影响了镁合金板材的力学性能，所以需要采取热处理或合金化的方法消除偏析
。
同时为了进一步提高镁合金铸轧板的力学性能，可以采取合适的加工的方法以获得细晶组织和弱织构，以期得到良好的强塑性结合
。
[0005]目前大部分研究低稀土含量
Mg
‑
Zn
‑
Ce
合金力学性能的文献中采用的制造方法主要包括传统凝固铸造
、
多道次热轧r/>、
挤压等步骤，例如
2013
年在
Materials Science and Engineering
：
A
期刊第
584
卷
97
‑
102
页公开发表的题为“Improved ductility of Mg
–
Zn
–
Ce alloy by hot pack
‑
rolling”的论文，选用材料为
ZE20
合金，其组分的重量百分比为：
Zn
：2％
、Ce
：
0.5
％
、
余量为
Mg
，文章中采用实验方法为直接冷铸
、
均质化处理
、
八道次热轧及退火，最终得到的合金板材强度很低
(
屈服强度：～
165MPa、
抗拉强度：～
236MPa)
且轧制工艺复杂
。
由此可见：目前制备低稀土含量
Mg
‑
Zn
‑
Ce
合金板材的强度很低，且成本较高
、
工艺繁琐且生产效率较低
。
[0006]因此，如何采用简单的工艺获得具有高强塑性结合
、
低成本的镁合金是目前亟待解决的技术难题
。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种低稀土含量高强塑性
Mg
‑
Zn
‑
Ce
合金及其短流程制备方法
。
[0008]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0009]本专利技术提供的低稀土含量高强塑性的
Mg
‑
Zn
‑
Ce
合金，所述的合金成分按质量百分比计：
Zn
为
1.5
‑
2.7
％，
Ce
为
0.05
‑
0.46
％
、
不可避免的杂质
≤0.08
％，余量为
Mg
；
[0010]本专利技术还提供了低稀土含量高强塑性的
Mg
‑
Zn
‑
Ce
合金的制备方法，所述镁合金的制备方法包括如下步骤：
[0011](1)
在保护气体的保护下，将纯镁在
923
‑
973K
加热熔化获得熔体，打渣去除熔体表面杂质和氧化层，再向上述纯镁熔体中加入纯锌以及镁铈中间合金，静置
、
保温
15
‑
30min
后，再将熔体进行搅拌
、
吹气
、
打渣处理，再次静置
、
保温
15
‑
30min
后，获得精炼的镁合金熔
体；
[0012](2)
将步骤
(1)
获得的镁合金熔体引流至水冷铜辊的辊缝中进行铸轧，获得镁合金铸轧板，铸轧板厚度为
3.5
‑
4.5mm
；
[0013](3)
将步骤
(2)
获得的镁合金铸轧板进行预变形，采用小压下量冷轧和多级梯度固溶工艺，获得固溶态镁合金坯料；
[0014](4)
将步骤
(3)
获得的固溶态镁合金板坯放置在两块钢板中间，用铁丝固定后放置在保温箱保温，保温箱预设温度为
250
‑
300℃
，静置保温
10
‑
20min
，随后进行单道次轧制获得镁合金薄板，轧制后将板材水淬至室温，轧辊温度：
100
‑
150℃
，轧辊转速：
45
‑
55r/min
，轧制压下量为
75
‑
85
％；
[0015](5)
将步骤
(4)
获得的镁合金薄板放入烘箱中进行退火处理，烘箱预设温度为：
180
‑
240℃
，退火时间为
100
‑
140min
，退火结束后水淬至室温，获得最终镁合金板材
。
[0016]进一步地，步骤
(1)
所述的保护气体为
SF6和
CO2，其体积比为1‑
10:90
‑
99。
[0017]进一步地，步骤
(2)
水冷铜辊的辊缝间距3‑
4mm
，水冷铜辊的转速为
300
‑
400
转
/
小时
。
[0018]进一步地，步骤
(3)
所述的多级梯度固溶工艺为：第一梯度固溶：温度
300
‑
350℃、
时间1‑
3h
，第二梯度固溶：温度
350
‑
450℃、
时间3‑
5h
，第三梯度固溶：温度
420...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低稀土含量高强塑性
Mg
‑
Zn
‑
Ce
合金及其短流程制备方法，其特征在于：所述的
Mg
‑
Zn
‑
Ce
合金成分按质量百分比计，包括如下成分组成：
Zn
为
1.5
‑
2.7
％，
Ce
为
0.05
‑
0.46
％，不可避免的杂质
≤0.08
％，余量为
Mg
；所述
Mg
‑
Zn
‑
Ce
的短流程制备方法包括如下步骤：
(1)
在保护气体的保护下，将纯镁在
923
‑
973K
下加热熔化获得熔体，打渣去除熔体表面杂质和氧化层，再向上述纯镁熔体中加入纯锌以及镁铈中间合金，静置
、
保温
15
‑
30min
后，再将熔体进行搅拌
、
吹气
、
打渣处理，再次静置
、
保温
15
‑
30min
后，获得精炼的镁合金熔体；
(2)
将步骤
(1)
获得的镁合金熔体引流至水冷铜辊的辊缝中进行铸轧，获得镁合金铸轧板，铸轧板厚度为
3.5mm
‑
4.5mm
；
(3)
将步骤
(2)
获得的镁合金铸轧板进行预变形，采用小压下量冷轧和多级梯度固溶工艺，获得固溶态镁合金板坯料；
(4)
将步骤
(3)
获得的固溶态镁合金板坯放置在两块钢板中间，用铁丝固定后放置在保温箱保温，保温箱预设温度为
250
‑
300℃
，静置保温
10
‑
20min
，随后进行单道次轧制获得镁合金薄板，轧制后将板材水淬至室温，轧辊温度：
100
‑
150℃
，轧辊转速：
45
‑
55r/min
，轧制压下量为
75
‑
85
％；
(5)
将步骤
(4)
获得的镁合金薄板放入烘箱中进行退火处理，烘箱预设温度为：
180
‑
240℃
，退火时间为
100
‑
140min
，退火结束后水淬至室温，获得最终镁合金板材
。2.
根据权利要求1所述的一种低含量高强塑性
...

【专利技术属性】
技术研发人员：查敏，汪鑫隆，贾海龙，杨治政，马骁，余加明，符金柱，
申请(专利权)人：扬州世镁金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：