【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料领域，具体涉及一种低含量高成形性快挤压镁合金及其制备方法。
技术介绍
1、面临日益严峻的环境和全球能源危机等问题，镁合金作为最具潜力的绿色结构材料之一，具有优异的比强度、比刚度和阻尼减震性，具有较好的可回收利用性，在航空航天、交通运输和电子制造行业等领域中具有广泛的应用前景。然而，较慢的挤压速率、高生产成本、室温下较难实现力学性能和塑性的同步提高是目前亟待解决的技术难题。
2、相关研究发现，镁合金塑性变形能力较差，这是由于密排六方结构的不对称性所致，使得镁合金在室温下只有两个独立的滑移系可以开启，导致了其力学性能呈各向异性以及较差的室温塑性、成形性。现有技术通过添加高含量合金元素或者稀土元素使得织构变弱，以此提高合金成形性(采用埃里克森杯凸值代表)，但这将导致合金在挤压过程中挤压速度过慢，不适于产业化生产。
3、因此，如何通过减少合金添加量或稀土元素添加量等方法，并且提高挤压速度以及简化工艺等方式实现合金高成形性、快挤压以及强塑性的同步提高是目前亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术难题，本专利技术提供了一种低含量高成形性快挤压镁合金，所述的合金按照质量百分比计，由如下组分组成：铋：1.2-2％、锰：0.01-0.4％、锌：0.7-1％、钙：0.4-0.6％、铝：0.01-0.05％，钇：0.01-0.05％，不可避免的杂质≤0.05％，余量为镁；该合金元素总含量≤4.1％，它的制备方法包括如下步骤：
2、
3、(2)将步骤(1)获得的合金铸锭进行多级阶梯均质化处理后水淬至室温获得均质化合金铸锭，所述的多级阶梯均质化处理为二级或三级阶梯均质化处理，所述的二级阶梯均质化处理：在300-420℃保温4-6h，再在450-500保温5-8h，所述的三级阶梯均质化处理：在250-350℃保温1-3h，再在350-450℃保温2-4h，再在450-550℃保温4-6h；
4、(3)将步骤(2)获得的均质化合金铸锭进行挤压处理后空冷至室温，挤压处理为：挤压温度200℃-400℃，挤压比20-45，挤压速度10-30m/min；再进行多道次旋转轧制后退火处理，所述的多道次旋转轧制：轧制温度50-200℃，合金每道次轧制前需在250-450℃保温5-30min，每道次轧制后合金需旋转90°后进入下道次轧制，所述的多道次为2-10道次，每道次压下量为5-40％；所述的退火处理：在300-400℃保温5-30min，然后空冷至室温；再经时效处理后空冷至室温，获得一种低含量高成形性快挤压镁合金，所述的时效处理：在150-250℃保温30-120min；退火后合金的埃里克森杯凸值≥9.4mm，低含量高成形性快挤压镁合金的屈服强度≥202mpa，延伸率≥20.1％，合金板材厚度＞1mm或0＜合金板材厚度≤1mm。
5、进一步地，步骤(3)所述的挤压比为24-35，挤压速度为20-30m/min；轧制温度为80-150℃。
6、进一步地，步骤(3)退火后的合金埃里克森杯凸值为9.8-12mm，低含量高成形性快挤压镁合金的屈服强度为206-260mpa，延伸率为25.1-30％。
7、进一步地，步骤(3)退火后的合金埃里克森杯凸值为10.8-11.5mm，低含量高成形性快挤压镁合金屈服强度为221-250mpa，延伸率为27-29％。
8、本专利技术与现有技术相比具有以下特点：
9、现有技术中，通常采用添加较多稀土元素(＞0.05％)的方式使织构变弱，从而改善合金成形性，提高埃里克森杯凸值，但这将使镁合金的挤压速度降低，在增加生产成本的同时，不利于产业化生产。与现有技术对比，本专利技术采用低合金、低稀土成分设计、调控并显著提高挤压速度的情况下，通过合金组分、配比、组分相互作用以及工艺的协同调控，大量开动非基面滑移，改善合金容纳位错能力，有效抵御裂纹的产生，此外，同时析出大量纳米级第二相以及单原子层g.p.区，钉轧位错，阻碍位错滑移，同步提高材料的成形性、强度和塑性，并且在未产生合金开裂的情况下，本专利技术既能加工厚板也能加工薄板。此外，按照现有技术报道，镁合金薄板在轧制厚度≤1mm时，将产生开裂，而本专利技术不仅可以加工厚度＞1mm的板材，还可以加工厚度≤1mm的无边裂的合金板材，其中退火态合金的杯凸值可达9.4-11mm；时效态合金屈服强度≥202mpa，延伸率≥20.1％，适用于产业化生产。
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1.一种低含量高成形性快挤压镁合金，其特征在于：所述的合金按照质量百分比计，由如下组分组成：铋：1.2-2％、锰：0.01-0.4％、锌：0.7-1％、钙：0.4-0.6％、铝：0.01-0.05％，钇：0.01-0.05％，不可避免的杂质≤0.05％，余量为镁；该合金元素总含量≤4.1％，它的制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低含量高成形性快挤压镁合金，其特征在于：步骤(3)所述的挤压比为24-35，挤压速度为20-30m/min；轧制温度为80-150℃。
3.根据权利要求1或2所述的一种低含量高成形性快挤压镁合金，其特征在于，步骤(3)退火后的合金埃里克森杯凸值为9.8-12mm，低含量高成形性快挤压镁合金的屈服强度为206-260MPa，延伸率为25.1-30％。
4.根据权利要求1或2所述的一种低含量高成形性快挤压镁合金，其特征在于，步骤(3)退火后的合金埃里克森杯凸值为10.8-11.5mm，低含量高成形性快挤压镁合金屈服强度为221-250MPa，延伸率为27-29％。
【技术特征摘要】
1.一种低含量高成形性快挤压镁合金，其特征在于：所述的合金按照质量百分比计，由如下组分组成：铋：1.2-2％、锰：0.01-0.4％、锌：0.7-1％、钙：0.4-0.6％、铝：0.01-0.05％，钇：0.01-0.05％，不可避免的杂质≤0.05％，余量为镁；该合金元素总含量≤4.1％，它的制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低含量高成形性快挤压镁合金，其特征在于：步骤(3)所述的挤压比为24-35，挤压速度为20-30m/min；轧制温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：王珵，张海潇，管凯，王慧远，宁宏，周晓丽，陈思宇，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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