【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料，尤其涉及一种低成本挤压镁合金材料及其制备方法。
技术介绍
1、镁合金材料具有密度低、比强度、比刚度高、电磁屏蔽效果优异、机械加工性能好、抗冲击性能优异等特点，在军工电子、航空航天、武器装备、3c、轨道交通、汽车等多个领域有着重大的应用场景和经济效益。其次，我国还是镁金属的最大生产国和出口大国，产销量在最近的20年间一直占据世界第一的位置。第三，镁合金材料的开发技术掌握在欧洲、美国、日本和俄罗斯等世界强国手中，在某些历史敏感阶段，对我国还施行高端镁合金材料禁售手段，使得我国国防装备轻量化一直停滞在铝合金阶段，使得镁合金材料和碳纤维复合材料一样，我国发展一直在初级阶段。
2、随着我国经济的发展，综合国力趋向强国发展。同时随着我国“双碳”指标的提出，装备轻量化、交通轻量化成为科学界研发的焦点。但是我国市场上的镁合金主要是az31b、zk61m、az91d等，这些镁合金的特点是绝对强度低、价格高昂，在军工装备、轨道交通、航空航天上应用有较大的难度。因此，开发高强韧镁合金材料和研究镁合金的压延锻造工艺技术成了国内外解决轻量化的关键任务，同时该技术问题也是镁行业亟待解决的重大技术难题。
3、镁合金材料不像铝合金材料，延伸率高、强度低，容易挤压变形。通常挤压速度达到20--30mm/s，而现有的镁合金材料在该挤压速度下基本就无法成型。因此，要想得到快速挤压的镁合金材料，必须要先解决镁合金材料的问题，再提出合适镁合金材料的挤压工艺，从而提升镁合金材料的力学性能和降低镁合金的应用成本。
技术实现思路
1、解决了现有镁合金材料挤压性能差，挤压棒材表面质量差等问题，本专利技术提出了一种低成本挤压镁合金材料及其制备方法，制备的镁合金材料成本低、挤压工艺过程简单、操作便捷、镁合金挤压型材综合性能优越。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、本专利技术一方面提出的一种低成本挤压镁合金材料，所述镁合金材料以重量百分比计，其化学成分为：ca为1.0％～11.00％、ce为0.20％～1.0％、al为0～0.20％、zn为0～0.20％、cu为0～0.05％、fe为0～0.05％、ni为0～0.005％、si为0～0.10％、杂质元素为0～0.20％，其余为mg。
4、优选的，所述杂质元素为铜、铁、镍、硅。
5、本专利技术另一方面提出的一种低成本挤压镁合金材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
6、1)镁合金铸棒铸造，镁合金铸棒以重量百分比计，其化学成分为：ca为1.0％～11.00％、ce为0.20％～1.0％、al为0～0.20％、zn为0～0.20％、cu为0～0.05％、fe为0～0.05％、ni为0～0.005％、si为0～0.10％、杂质元素为0～0.20％，其余为mg，铸造采用半连续铸造熔炼炉设备，铸造温度为725℃～755℃，保持3小时，降低温度到710℃～730℃，保温1小时，再次降低温度到690℃～720℃，保持30分钟，浇铸成镁合金铸棒胚料；
7、2)镁合金铸棒均匀化退火，将步骤1)制备的镁合金铸棒胚料进行均匀化退火，退火温度为410℃～430℃、保温时间为24h；
8、3)镁合金铸棒胚料预先加热，将镁合金铸棒胚料装进热处理炉进行预先加热，加热温度为320℃～360℃，总时间为6小时；
9、4)挤压筒预先加热：将挤压筒加热至340℃～420℃，挤压筒端面温度为280℃～360℃；
10、5)模具预先加热：将模具加温至320℃～420℃，保温时间为2～4小时；
11、6)镁合金铸棒挤压，对镁合金铸棒胚料挤压，挤压温度为320℃～360℃。
12、优选的，所述步骤2)镁合金铸棒均匀化退火的步骤为：
13、21)铸锭加温：室温～120℃，升温时间4小时，120℃保温4小时；
14、22)铸锭升温：120℃～410℃,升温时间4小时，410℃保温4小时；
15、23)铸锭升温：410℃～430℃,升温时间4小时，430℃再保温4小时；
16、24)铸锭冷却：在空气冷却到室温。
17、优选的，所述步骤3)镁合金铸棒胚料预先加热，按照每小时升温80℃，到温后保温2小时，总时长为6小时。
18、优选的，所述步骤4)挤压筒预先加热随热处理炉升温，每小时升温80℃，到温后待用。
19、优选的，所述步骤5)模具预先加热随热处理炉升温，每小时升温80℃，到温后待用。
20、优选的，所述步骤6)挤压时，将整个挤压过程分为两个阶段：初始阶段挤压速度为2.0～3.0mm/s，挤压30～120mm；第二阶段的挤压速度为0.4～2.0mm/s，直至挤压完成。
21、优选的，在挤压过程中2个阶段全程保持加热状态，出料口通循环水进行冷却，水流量为1m3/h。
22、与现有的技术相比，通过本申请的方法熔铸出来的新型镁合金铸棒，晶粒均匀、细小，较之常规镁合金晶粒细化约40％；并且镁合金材料挤压出来的型材表面光滑、无起皮及热裂情况，力学性能优于高强镁合金材料挤压型材20％，挤压生产流程短，操作便利，成本大幅度降低。
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1.一种低成本挤压镁合金材料，其特征在于，所述镁合金材料以重量百分比计，其化学成分为：Ca为1.0％～11.00％、Ce为0.20％～1.0％、Al为0～0.20％、Zn为0～0.20％、Cu为0～0.05％、Fe为0～0.05％、Ni为0～0.005％、Si为0～0.10％、杂质元素为0～0.20％，其余为Mg。
2.根据权利要求1所述的一种低成本挤压镁合金材料，其特征在于，所述杂质元素为铜、铁、镍、硅。
3.根据权利要求1所述的一种低成本挤压镁合金材料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种低成本挤压镁合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)镁合金铸棒均匀化退火的步骤为：
5.根据权利要求3所述的一种低成本挤压镁合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)镁合金铸棒胚料预先加热，按照每小时升温80℃，到温后保温2小时，总时长为6小时。
6.根据权利要求3所述的一种低成本挤压镁合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4)挤压筒预先加热随热处理炉升温，每小时升温80℃，到温后待用。<...
【技术特征摘要】
1.一种低成本挤压镁合金材料，其特征在于，所述镁合金材料以重量百分比计，其化学成分为：ca为1.0％～11.00％、ce为0.20％～1.0％、al为0～0.20％、zn为0～0.20％、cu为0～0.05％、fe为0～0.05％、ni为0～0.005％、si为0～0.10％、杂质元素为0～0.20％，其余为mg。
2.根据权利要求1所述的一种低成本挤压镁合金材料，其特征在于，所述杂质元素为铜、铁、镍、硅。
3.根据权利要求1所述的一种低成本挤压镁合金材料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种低成本挤压镁合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2)镁合金铸棒均匀化退火的步骤为：
5.根据权利要求3所述的一种低成本挤压镁合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)镁合金铸棒胚料预先加热，按照每小...
【专利技术属性】
技术研发人员：牟贵，柴祥，柴东郎，
申请(专利权)人：西安九木晟焰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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