【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有色金属冶炼及加工，具体涉及一种高性能薄规格镁合金板材及其制造方法。
技术介绍
1、镁合金的密度相对较小，是钢铁的1/4-1/5，是钛合金的1/2.6，是铝合金的2/3，是铜合金的1/5。除此之外，镁合金还具有其他一系列优点，例如较高的比强度和比刚度，良好的减震性能，优良的抗辐射性能和抗屏蔽性能，易切削加工等，在汽车领域、电子领域、航空航天领域和医用材料领域有着广阔的应用前景。
2、不过，镁合金受其绝对强度低、性能各向异性大、耐蚀性差、材料制备条件和材料加工技术要求高等原因限制，其实际应用量远小于传统钢铁材料和铝合金。随着科技的进步，人民的生活水平也不断提高，对能源、环境等方面的关注也日益增加，很多领域都对轻量化提出了更高的要求，因此，对镁合金材料的需求也日益增多。常规镁合金因其具有密排六方结构，各向异性严重、塑性变形能力有限，故薄规格镁合金板材的制备受到了严重限制，因而阻碍了镁合金更广泛的应用。
3、公开号为 cn112853181b的中国专利公开了一种高强度铝镁锂合金及其制备方法，通过添加16-20%锂，2-7%稀土元素，经过热水淬火、均匀化、轧制的工艺获得一种较高强度的镁锂合金的制备方法，但该方法未公布轧制工艺最后制备的板材厚度，而且合金的锂含量太高，增加了合金的成本，造成推广应用受阻。
4、公开号为cn108456813b的中国专利公开了一种mg-li-al-zn-y系铸造镁锂合金及其热处理方法，通过引入al2y强化相，结合添加zn、zr元素，结合双级固溶处理和时效处理，
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种高性能薄规格镁合金板材，其具有较好的力学性能，且成本较低。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
3、一种高性能薄规格镁合金板材，按照重量百分比计，由以下成分组成：al 2.5-3.5%，zn 0.8-1.2%，li 1-5%，稀土元素0.1-0.5%，余量为mg，稀土元素为y、la或ce。
4、进一步地，本专利技术所述稀土元素为y、la或ce。
5、本专利技术要解决的另一技术问题是提供上述高性能薄规格镁合金板材的制造方法。
6、为解决上述技术问题，技术方案是：
7、一种高性能薄规格镁合金板材的制造方法，包括以下步骤：
8、s1.将纯mg、纯al、纯zn置于真空熔炼炉中，氩气氛围下700-750℃下冶炼至熔化，然后加入稀土中间合金和镁锂中间合金继续熔炼至熔融态得到合金液，随后680-710℃下保温静置8-10min，加大氩气通入量将合金液压入真空熔炼炉外放置的浇铸模具内，浇铸完成后自然冷却至室温得到铸锭；
9、s2.将步骤s1所得铸锭350℃下保温10-15h得到均匀化合金锭，将均匀化合金锭350-380℃下挤压成板材，自然冷却至室温后得到第一板材；
10、s3.将步骤s2所得第一板材280-350℃下交叉轧制得到厚度为0.08-1mm的薄规格板材，自然冷却至室温后得到第二板材；
11、s4.将步骤s3所得第二板材120-350℃下保温0.5-2h，随炉冷却至室温得到高性能薄规格镁合金板材。
12、进一步地，本专利技术所述步骤s1中，稀土中间合金为镁钇合金、镁镧合金或镁铈合金，稀土中间合金中稀土元素的含量为20-40wt%。
13、进一步地，本专利技术所述步骤s1中，镁锂中间合金中锂的含量为15-25wt%。
14、进一步地，本专利技术所述步骤s1中，加大氩气通入量时氩气的压力为0.2-1mpa。
15、进一步地，本专利技术所述步骤s2中，第一板材的厚度为3-5mm。
16、进一步地，本专利技术所述步骤s2中，挤压时的挤压比为30-45。
17、进一步地，本专利技术所述步骤s3中，交叉轧制的具体过程为：第一道次轧制后将轧制样品旋转90°，继续进行第二道次轧制，接着继续旋转90°进行第三道次轧制，如此重复下去。
18、进一步地，本专利技术所述步骤s3中，交叉轧制的轧制总压下量≥70%。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
20、1）本专利技术在熔炼工艺中通过在炉外进行浇铸保证了合金的冶炼质量，因为通常情况下，镁锂合金的熔炼在真空熔炼炉中进行，此时模具位于真空熔炼炉系统中，无法加热或冷却，而本专利技术将模具放置于炉外，可以对模具进行加热保温或冷却，因而能有效控制铸态合金的组织及质量。
21、2）本专利技术在最常规镁合金mg-3al-1zn（az31）的基础上添加了li元素和稀土元素，用以改善常规镁合金的塑性变形能力与各向异性，以及提高合金力学性能，同时结合塑性变形和热处理工艺，制备出一种高性能镁合金薄规格镁合金板材，添加li元素的含量为1-5wt%，保证该合金的结构依然为密排六方结构，同时合金成本不会增加太多。此外，本专利技术添加的微量稀土元素在控制成本范围内，通过稀土元素与al或mg形成第二相颗粒，起到第二相强化的作用，对基体能起到固溶强化的作用。
22、3）本专利技术通过添加li元素改变常规镁合金的晶格常数，降低轴比，从而改善合金的塑性变形能力与性能各向异性，能够确保合金进行交叉轧制以及大变形轧制时不边裂或开裂；添加的稀土元素可以通过固溶强化、细晶强化等提高合金的强度，同时降低合金的基面织构。因此本专利技术添加li元素和稀土元素保证了合金的塑性变形能力，降低了合金的各向异性，在保证低成本制备条件下，能够通过交叉轧制获得高性能薄规格轧制板材。
23、4）使用本专利技术制得的高性能镁合金薄规格镁合金板材的强度大于280mpa，延伸率大于10%，其综合力学性能较普通镁锂合金高，可应用于航空航天及3c领域，满足多种应用场合的需要。
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1.一种高性能薄规格镁合金板材，其特征在于：按照重量百分比计，由以下成分组成：Al 2.5-3.5%，Zn 0.8-1.2%，Li 1-5%，稀土元素0.1-0.5%，余量为Mg。
2.根据权利要求1所述的一种高性能薄规格镁合金板材，其特征在于：所述稀土元素为Y、La或Ce。
3.根据权利要求1或2所述的一种高性能薄规格镁合金板材的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种高性能薄规格镁合金板材的制造方法，其特征在于：所述步骤S1中，稀土中间合金为镁钇合金、镁镧合金或镁铈合金，稀土中间合金中稀土元素的含量为20-40wt%。
5.根据权利要求1所述的一种高性能薄规格镁合金板材的制造方法，其特征在于：所述步骤S1中，镁锂中间合金中锂的含量为15-25wt%。
6.根据权利要求1所述的一种高性能薄规格镁合金板材的制造方法，其特征在于：所述步骤S1中，加大氩气通入量时氩气的压力为0.2-1MPa。
7.根据权利要求1所述的一种高性能薄规格镁合金板材的制造方法，其特征在于：所述步骤S2中，第一
8.根据权利要求1所述的一种高性能薄规格镁合金板材的制造方法，其特征在于：所述步骤S2中，挤压时的挤压比为30-45。
9.根据权利要求1所述的一种高性能薄规格镁合金板材的制造方法，其特征在于：所述步骤S3中，交叉轧制的具体过程为：第一道次轧制后将轧制样品旋转90°，继续进行第二道次轧制，接着继续旋转90°进行第三道次轧制，如此重复下去。
10.根据权利要求1所述的一种高性能薄规格镁合金板材的制造方法，其特征在于：所述步骤S3中，交叉轧制的轧制总压下量≥70%。
...【技术特征摘要】
1.一种高性能薄规格镁合金板材，其特征在于：按照重量百分比计，由以下成分组成：al 2.5-3.5%，zn 0.8-1.2%，li 1-5%，稀土元素0.1-0.5%，余量为mg。
2.根据权利要求1所述的一种高性能薄规格镁合金板材，其特征在于：所述稀土元素为y、la或ce。
3.根据权利要求1或2所述的一种高性能薄规格镁合金板材的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种高性能薄规格镁合金板材的制造方法，其特征在于：所述步骤s1中，稀土中间合金为镁钇合金、镁镧合金或镁铈合金，稀土中间合金中稀土元素的含量为20-40wt%。
5.根据权利要求1所述的一种高性能薄规格镁合金板材的制造方法，其特征在于：所述步骤s1中，镁锂中间合金中锂的含量为15-25wt%。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞红，李桐，杨礼林，任慧平，金自力，王海燕，赵莉萍，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：
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