【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及变形镁合金，尤其涉及一种汽车用稀土镁合金板带/棒材及其制备方法。
技术介绍
1、镁合金具有比强度和比刚度高、导热导电性好、阻尼减震、电磁屏蔽、易于加工成形和容易回收等优点，在汽车、电子通信、航空航天和国防军事等领域具有极其重要的应用价值和广阔的应用前景，被誉为"21世纪绿色工程材料"。而变形镁合金相比于铸造镁合金具有更大的发展潜力，通过材料结构的控制、热处理工艺的应用，变形镁合金可获得更高的强度、更好的延展性和更多样化的力学性能，从而满足多样化工程结构件的应用需求。变形镁合金往往需要加热到一定温度并通过挤压、轧制及锻造等热成形技术加工而成。
2、然而，由于镁合金具有密排六方结构，在室温下的塑性变形仅限于基面滑移和锥面孪生，从而严重限制了镁合金室温下的变形能力。通常制备变形镁合金时采用加热处理方式来提高镁合金的变形能力，当温度超过225℃时其柱面和锥面滑移系开动，塑性变形能力大幅提高。但目前变形镁合金箔带的稳定生产仍然难以实现，且在实际生产过程中频繁的加热处理会使得镁合金发生氧化，同时大幅增加了镁合金生产成本和能耗。
3、变形镁合金通常应用于精密结构件中，其对产品表面质量要求较高。因此，如何改善镁合金室温变形能力及表面质量已经成为镁合金应用领域亟待解决的关键问题之一。稀土元素(re)具有独特的核外电子排布和化学特性，在镁合金中加入适量的稀土元素可增强原子间结合力并改变镁合金轴比，有助于提高镁合金的变形能力。
4、公开号为cn115074588a的中国专利申请公开了“一种高强塑稀土镁
5、公开号为cn116837261a的中国专利申请公开了“一种含铝高耐蚀镁合金及其制备方法”，镁合金的化学成分为：al：6～10wt％，ce：0.05～1.5wt％，mn：0.05～0.5wt％，余量为mg以及不可避免的杂质元素。其镁合金产品具有高耐腐蚀特征，但未能解决镁合金室温变形及强度塑性差、表面质量差的问题。
6、公开号为cn114457268a的中国专利申请公开了一咱“具有高表面质量的航天舱段镁合金铸件及其铸造方法”，镁合金铸件的主要化学成分为：zr：0.4-0.8％，zn：0.1-0.2％，gd：10.0-11.0％，y：0-3.5％，si≤0.01％，al≤0.01％，fe≤0.01％，余量为mg。其通过添加特定溶剂以及在树脂砂型表面涂覆基膜协同改善了铸件的夹渣缺陷，从而实现铸件的高表面质量，但其仅涉及镁合金件的表面质量，并未涉及镁合金板带的表面质量及室温变形等问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种汽车用稀土镁合金板带/棒材及其制备方法，镁合金板带/棒材兼具高表面质量及高强高塑特性，并且镁合金板材还实现了室温大压下量轧制变形，从而为解决汽车轻量化问题提供了可靠的技术支持。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
3、一种汽车用稀土镁合金板带/棒材，按照质量百分比计，包括以下成分：zn 1.0％～10.0％，al 1.0％～10.0％，mn 0.5％～5.0％，si 0.5％～3.0％，re 0.5％～5.0％；其中，re组分中y元素占比为50％～90％，剩余为la、ce、sm、gd中的一种以上，且(zn+al)/re为1.0～5.0；余量为mg及不可避免的杂质。
4、进一步的，稀土镁合金板带的成品厚度为0.5～1.5mm，稀土镁合金棒材的成品直径为20～80mm。
5、进一步的，稀土镁合金板带的成品性能为：屈服强度≥340mpa，抗拉强度≥440mpa，断后延伸率≥20％，析氢速率≤0.10ml/cm2/day，失重速率≤0.10mg/cm2/day；稀土镁合金棒材的成品性能为：屈服强度≥340mpa，抗拉强度≥440mpa，断后延伸率≥20％，表面粗糙度ra≤30nm。
6、一种汽车用稀土镁合金板带/棒材的制备方法，稀土镁合金板带的制备工艺包括熔炼、半连续铸造、均匀化热处理、热挤压、电脉冲辅助异步轧制及退火过程；稀土镁合金棒材的制备工艺包括熔炼、半连续铸造、均匀化热处理、热挤压、声电耦合表面处理过程。
7、进一步的，稀土镁合金板带的制备包括如下步骤：
8、1)熔炼；根据设定的质量百分比，向坩埚内喂入工业纯镁锭，通入惰性气体进行保护并加热熔化；当炉温达到680～730℃时喂入工业纯铝锭、工业纯锌锭，待炉温升到760～800℃时喂入mg-re中间合金、工业纯硅粉、mg-mn中间合金；待物料全部熔化后向熔体中撒入精炼剂进行精炼，精炼温度为760～800℃，精炼时间为20～40min；再经除渣、静置处理后获得镁合金液，静置温度为680～760℃，静置时间为30～90min；
9、2)铸造；采用半连续铸造工艺对镁合金液进行浇铸，浇铸温度为680～760℃；铸锭拉速为120～180mm/min，结晶器直径为100～200mm；得到镁合金铸锭；
10、3)均匀化热处理；将镁合金铸锭放入加热炉内进行均匀化热处理，加热炉温度为450～600℃，保温时间为8～12h；
11、4)热挤压；将经过均匀化热处理的镁合金铸锭放入挤压模具中，保温30～60min后进行热挤压，挤压温度为380～450℃，挤压比为20～80，挤压速度为5～30mm/s，制得厚度为4～10mm的镁合金板带；
12、5)电脉冲辅助异步轧制及退火；通过电脉冲辅助异步轧制将镁合金板带轧制成形；轧机轧制速度为10～30m/min，轧制异速比为1.5～5.0，轧制道次为3～15道次，轧制单道次轧制压下率为0～50％，室温下总轧制变形率≥75％；其中，当单道次轧制压下量为0时即为电脉冲辅助退火过程；电脉冲辅助异步轧制时，电脉冲频率为100～2000hz，电压为10～100v，脉宽为50～120μs，均方根电流密度为20～120a/mm2；电脉冲辅助退火时，电脉冲频率为100～1000hz，电压为20～70v，脉宽为50～120μs，均方根电流密度为5～50a/mm2，最后得到稀土镁合金板带。
13、进一步的，步骤1)中，mg-re中间合金中，re的质量百分比含量为20％～50％；mg-mn中间合金中，mn的质量百分比含量为10％～40％。
14、进一步的，所述步骤1)中，坩埚先经预热，预热温度为440～600℃；原料锭先经烘干，烘干温度为100～200℃；所述步骤4)中，热挤压前挤压模具预热至350～380℃。
15、进一步的，稀土镁合金棒材的制备包括如下步骤：
16、1)熔炼；根据设定的质量百分比，先喂入工业纯镁锭，通入惰性气体进行保护并加热熔化；当炉温达到68本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种汽车用稀土镁合金板带/棒材，其特征在于，按照质量百分比计，包括以下成分：Zn1.0％～10.0％，Al1.0％～10.0％，Mn0.5％～5.0％，Si0.5％～3.0％，RE0.5％～5.0％；其中，RE组分中Y元素占比为50％～90％，剩余为La、Ce、Sm、Gd中的一种以上，且(Zn+Al)/RE为1.0～5.0；余量为Mg及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种汽车用稀土镁合金板带/棒材，其特征在于，稀土镁合金板带的成品厚度为0.5～1.5mm，稀土镁合金棒材的成品直径为20～80mm。
3.根据权利要求1所述的一种汽车用稀土镁合金板带/棒材，其特征在于，稀土镁合金板带的成品性能为：屈服强度≥340MPa，抗拉强度≥440MPa，断后延伸率≥20％，析氢速率≤0.10mL/cm2/day，失重速率≤0.10mg/cm2/day；稀土镁合金棒材的成品性能为：屈服强度≥340MPa，抗拉强度≥440MPa，断后延伸率≥20％，表面粗糙度Ra≤30nm。
4.如权利要求1～3任意一种所述汽车用稀土镁合金板带/棒材的制备方法，其
5.根据权利要求4所述一种汽车用稀土镁合金板带/棒材的制备方法，其特征在于，稀土镁合金板带的制备包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述一种汽车用稀土镁合金板带/棒材的制备方法，其特征在于，步骤1)中，Mg-RE中间合金中，RE的质量百分比含量为20％～50％；Mg-Mn中间合金中，Mn的质量百分比含量为10％～40％。
7.根据权利要求5所述一种汽车用稀土镁合金板带/棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，坩埚先经预热，预热温度为440～600℃；原料锭先经烘干，烘干温度为100～200℃；所述步骤4)中，热挤压前挤压模具预热至350～380℃。
8.根据权利要求4所述一种汽车用稀土镁合金板带/棒材的制备方法，其特征在于，稀土镁合金棒材的制备包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述一种汽车用稀土镁合金板带/棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，Mg-RE中间合金中，RE的质量百分比含量为20％～50％；Mg-Mn中间合金中，Zr的质量百分比含量为10％～40％。
10.根据权利要求8所述一种汽车用稀土镁合金板带/棒材的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，坩埚先经预热，预热温度为440～600℃；原料锭先经烘干，烘干温度为100～200℃；所述步骤4)中，热挤压前挤压模具预热至350～400℃。
...【技术特征摘要】
1.一种汽车用稀土镁合金板带/棒材，其特征在于，按照质量百分比计，包括以下成分：zn1.0％～10.0％，al1.0％～10.0％，mn0.5％～5.0％，si0.5％～3.0％，re0.5％～5.0％；其中，re组分中y元素占比为50％～90％，剩余为la、ce、sm、gd中的一种以上，且(zn+al)/re为1.0～5.0；余量为mg及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种汽车用稀土镁合金板带/棒材，其特征在于，稀土镁合金板带的成品厚度为0.5～1.5mm，稀土镁合金棒材的成品直径为20～80mm。
3.根据权利要求1所述的一种汽车用稀土镁合金板带/棒材，其特征在于，稀土镁合金板带的成品性能为：屈服强度≥340mpa，抗拉强度≥440mpa，断后延伸率≥20％，析氢速率≤0.10ml/cm2/day，失重速率≤0.10mg/cm2/day；稀土镁合金棒材的成品性能为：屈服强度≥340mpa，抗拉强度≥440mpa，断后延伸率≥20％，表面粗糙度ra≤30nm。
4.如权利要求1～3任意一种所述汽车用稀土镁合金板带/棒材的制备方法，其特征在于，稀土镁合金板带的制备工艺包括熔炼、半连续铸造、均匀化热处理、热挤压、电脉冲辅助异步轧制及退火过程；稀土镁合金棒材的制备工艺包括熔炼、半连续铸造、均匀化热处理、热挤压、声电耦合表面处理过程。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞坤，徐鑫，李春林，梁笑，张南，郭金宇，孟静竹，张峰，林利，刘仁东，张宇，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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