【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料及其加工领域，具体涉及一种含sm结构功能一体化镁合金及其制备方法。
技术介绍
1、镁合金作为目前最轻的金属结构材料，具有较高的比强度和比刚度、良好的抗磁干扰性、优异的阻尼减震性能、较高导热性和易循环利用等优点，在航空航天、军工装备、交通运输设备、3c产品和生物医学等领域具有广阔的应用前景。
2、其中，高强镁合金材料逐步成为支撑航空、航天、新一代武器装备、高速列车以及新能源汽车等高端装备不断升级发展的先进基础材料。预计到 2035 年，高强镁合金材料替代同类普通材料量将超过20%。但从进一步扩大镁合金材料应用的角度来看，现有的高强度镁合金材料在比强度、比刚度、断裂韧性以及耐蚀性能等方面还有明显不足，且合金的高强度与其加工性能、导热性能、耐蚀性能之间通常存在难以兼顾的问题，使镁合金材料在上述领域的应用及提高其终端产品竞争力方面受到严重制约，是当前亟需解决的发展难题。开发兼具加工性能好、力学性能优异、导热系数高等多方面性能的结构功能一体化镁合金及其加工制备方法，将显著促进镁合金的应用，极具吸引力，同时又存在着巨大挑战。
3、近年来，大量研究工作通过各种方法来制备高强、耐蚀、高导热镁合金。如专利cn111254333a公开了一种多元高强耐蚀变形镁合金及其制备方法，该变形镁合金的各组分元素的质量百分含量为：sn为2.8-4.8％，zn为0.8-2.2％，zr为0.3-1.0％，re(稀土金属)为0.2-2.2％，mn为0.05-0.15％，杂质含量≤0.2％，余量为mg。其室温的抗拉强度为32
4、专利cn101709418公开了一种导热合金，其化学成分为1-6.5 wt.% zn，0.2-2.5wt.% si；在20℃导热率大于120 w/(m·k)，抗拉强度为 265-380 mpa、屈服强度为210-355mpa。该专利技术合金具有较好的导热性能，该技术未涉及合金的腐蚀性能和加工性能，整体力学性能仍然处于较低水平，所能满足的服役范围极其有限。专利cn201410298397.7公开了一种可高效挤压低成本高性能导热镁合金及其制备方法，其化学成分重量百分比为：0.1-0.8wt.% al, 0.1-0.6 wt.% ca, 0.1-0.6wt.% mn, 0.05-0.4wt.% la，其余为mg以及不可避免的杂质。挤压终了产品室温导热系数均大于125w/(m·k) 拉伸屈服强度180-230 mpa，合金具有较高的挤压加工性能和导热性能，但力学性能不足，该技术未涉及合金的腐蚀性能，所能满足的服役范围极其有限。
5、可见，但目前国内外镁合金研究和技术开发方面普遍只关注镁合金某一或者某两方面的性能，鲜有能兼具三种以上良好性能的结构功能一体化镁合金。而实际应用中，一方面，服役环境通常要求合金要具有多方面优异的综合性能；另一方面，一种成分体系合金具有多方面综合性能不但能够满足更多样化服役环境的要求，能够以相同材料体系加工制备多种不同零部件，有利于简化生产制备流程和回收再利用。因此，如能开发出能兼具加工性能好、力学性能优异、导热系数高等多方面性能的镁合金及其加工制备方法，将可以显著促进结构功能一体化镁合金的应用，极具吸引力。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的大部分镁合金加工性能差，或力学性能不高，或耐蚀性差，或导热性低，或者上述性能难以兼顾的问题，提出一种含sm结构功能一体化镁合金及其制备方法。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种含sm结构功能一体化镁合金，其组分质量百分比为：sm：0.2-0.89％，mn：0.05-1.25％，al：0.01-2.5％，其余为镁、添加元素和不可避免的杂质，所述的添加元素为ca、zn中的至少一种，加入量按百分比计为：ca：0.05-1.2％，zn：0.4-1.8％。
4、本专利技术还提供了含sm结构功能一体化镁合金的制备方法，其特征为包括以下步骤：
5、（1）熔炼：将镁合金熔炼炉及坩埚清理，并加热至400-500℃预热0.3-2小时，在保护气体或覆盖剂的保护下，加入纯镁，在680-780℃加热熔化；根据需要加入mg-sm中间合金、纯al，以及mg-ca中间合金和纯zn中的至少一种，待其熔化后，最后加入mg-mn中间合金，熔化后搅拌均匀，然后精炼除气和清渣，静置5-100min，获得合金熔体；
6、（2）浇注：在ar与sf6的混合气体或者sf6与co2的混合气体保护下，采用砂型铸造、金属模铸造或半连续铸造的方式，将熔炼均匀的镁合金熔体进行浇注，获得铸态合金锭；
7、（3）热处理：将步骤（2）制得的合金铸锭在热处理炉中进行热处理，热处理温度为160-550℃，时间为0.5-48小时，然后以空本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含Sm结构功能一体化镁合金，其组分质量百分比为：Sm：0.2-0.89％，Mn：0.05-1.25％，Al：0.01-2.0％，其余为镁、添加元素和不可避免的杂质，所述的添加元素为Ca、Zn中的至少一种，加入量按百分比计为：Ca：0-1.2％，Zn：0.4-1.8％。
2.如权利要求1所述的含Sm结构功能一体化镁合金的制备方法，其特征为包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的含Sm结构功能一体化镁合金的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的保护气体为：Ar与SF6的混合气体或者SF6与CO2的混合气体或者Ar、SF6、CO2三者的混合气体。
4.根据权利要求2所述的含Sm结构功能一体化镁合金的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的覆盖剂为RJ-5。
5.根据权利要求2所述的含Sm结构功能一体化镁合金的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的Mg-Sm中间合金为Mg-30Sm中间合金，Mg-Mn中间合金为Mg-5Mn中间合金，Mg-Ca中间合金为Mg-20Ca中间合金。
6.根据权利要求2所述的含Sm结构功能一体化镁
7.根据权利要求2所述的含Sm结构功能一体化镁合金的制备方法，其特征在于：步骤（3） 所述的热处理为单级热处理或双级热处理，其中单级热处理是在160-430℃之间的某一恒定温度进行0.5-20小时保温，然后冷却，双级热处理是先在400-430℃之间的某一恒定温度进行5-24小时热处理，然后升温至450-550℃之间的某一温度进行1-24小时的高温热处理。
8. 根据权利要求2所述的含Sm结构功能一体化镁合金的制备方法，其特征在于：步骤（4） 所述的塑性加工为锻造、轧制或挤压加工，其中挤压加工的变形速度为0.1-70m/min，挤压比为6-120：1，挤压温度为180-500℃，热变形后的坯料直接冷却到室温，获得所述的镁合金材料。
9. 根据权利要求2所述的含Sm高性能镁合金的制备方法，其特征在于：步骤（4） 所述的模具为用于成形板、棒、管、线或者型材的模具。
...【技术特征摘要】
1.一种含sm结构功能一体化镁合金，其组分质量百分比为：sm：0.2-0.89％，mn：0.05-1.25％，al：0.01-2.0％，其余为镁、添加元素和不可避免的杂质，所述的添加元素为ca、zn中的至少一种，加入量按百分比计为：ca：0-1.2％，zn：0.4-1.8％。
2.如权利要求1所述的含sm结构功能一体化镁合金的制备方法，其特征为包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的含sm结构功能一体化镁合金的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的保护气体为：ar与sf6的混合气体或者sf6与co2的混合气体或者ar、sf6、co2三者的混合气体。
4.根据权利要求2所述的含sm结构功能一体化镁合金的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的覆盖剂为rj-5。
5.根据权利要求2所述的含sm结构功能一体化镁合金的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的mg-sm中间合金为mg-30sm中间合金，mg-mn中间合金为mg-5mn中间合金，mg-ca中间合金为mg-20ca中间合金。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：孟帅举，王孟璐，黄国威，王立冬，毕广利，李元东，陈体军，阎峰云，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：
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