【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合金材料及冶金，具体涉及一种可焊接低稀土镁合金无缝型材及其制备方法。
技术介绍
1、镁合金作为当前最轻的金属结构材料，在建筑材料、轨道交通车辆、运动器械、北极科考船舶、航空航天等领域都有非常好的应用前景。常用的镁合金密度仅为1.8g/cm3，约为铝合金的65％，钢铁的22％。在节能减排的大趋势下，镁合金巨大的减重潜力吸引了材料工作者的广泛关注。而且镁合金还具有高比强度和比刚度、良好电磁屏蔽性、易回收等诸多优异性能。
2、然而，传统的镁合金挤压管材通常是有缝管材，例如用分流组合模生产的az31镁合金管材是有焊缝的，而且往往以单个管的简单形式存在。而一些外形复杂的镁合金结构件通常需要不同管材或板材焊接后才能使用，但焊接后室温力学性能会显著降低无法满足使用要求，更不用说在高低温环境下的应用，这是镁合金管材或镁合金板材所面临的一个亟待解决的难题，从而使得其实际应用量远远低于人们的期望，这也对镁合金管材和镁合金板材的市场推广极为不利。
3、为解决上述难题，就需要使镁合金管材或镁合金板材在焊接后仍然具有优良的力学性能，同时改善其在高低温环境下的力学性能，以满足其在复杂环境下的服役要求。目前，主要通过合理的成分调控，改变多层级微观组织，从本质上提高镁合金无缝管材和板材的力学性能。
4、目前，mg-zn系镁合金通过添加合适的稀土元素，如er、y、nd、gd、ce等，镁合金的力学性能均得到提高，这是由于稀土元素能够细化晶粒，并形成强化相，用以提高镁合金的力学性能。例如，mg-3.8zn-2.2ca
技术实现思路
1、为了解决现有的镁合金在焊接后的力学性能降低的问题，尤其是在极端温度环境下的力学性能降低的问题，本专利技术的目的在于提供一种耐高温抗低温可焊接低稀土镁合金无缝型材及其制备方法。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。
3、本专利技术的第一方面提供一种可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方法，以重量百分比计，所述可焊接低稀土镁合金无缝型材的合金成分为：al 7～9％、zn 0.8～1.0％、mn0.3～0.5％、gd 0.3～0.8％、ce 0.3～0.8％、y 0.3～0.8％，余量为mg；
4、所述可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方法包括以下步骤：
5、将所述合金成分在730～750℃下熔炼，得到合金液；
6、将合金液与精炼剂混合进行精炼，然后浇铸形成镁合金铸锭；
7、将镁合金铸锭在330～350℃下保温处理，之后随炉升温至400～410℃后保温处理，然后在330～350℃进行挤压成型，得到型材；
8、将型材在保护气体下进行焊接，得到焊接型材；经热处理，得到可焊接低稀土镁合金无缝型材。
9、在一个优选的实施例中，所述精炼剂为氯化钾、氯化钙、氯化钠、氯化钡、氟化钙、六氟铝酸钠和氯化钆的混合物；其中，所述精炼剂中，氯化钾、氯化钙、氯化钠、氯化钡、氟化钙、六氟铝酸钠和氯化钆的质量比为49：18：3：16：5：3：6。
10、在一个优选的实施例中，合金液与精炼剂的质量比为49:1。
11、在一个优选的实施例中，精炼后还包括静置20～25min。
12、在一个优选的实施例中，所述浇铸是将合金液通过半连续铸造工艺铸造成型；且铸造成棒材。
13、在一个优选的实施例中，330～350℃下保温处理的时间为420～480min；400～410℃后保温处理的时间为420～480min。
14、在一个优选的实施例中，所述型材的具体制备方法如下：
15、将镁合金铸锭在340℃下保温420～480min，随炉升温至400℃后保温420～480min，然后转入挤压筒在330～350℃进行挤压成型，得到型材。
16、在一个优选的实施例中，所述挤压成型的挤压速度为0.4～0.6m/min。
17、在一个优选的实施例中，所述型材为板材或管材；
18、所述管材的挤压成型工艺为：将加热后的镁合金铸锭反向挤压成管材；
19、所述板材的挤压成型工艺为：将加热后的镁合金铸锭正向挤压成板材。
20、在一个优选的实施例中，所述板材的挤压成型工艺中，挤压比为40～50:1；所述管材的挤压成型工艺中，挤压比为100～110:1。
21、在一个优选的实施例中，所述保护气体为氩气，所述保护气体的流速为10l/min；焊接的速度为100mm/min；焊接的方式为交流tig焊；焊接的焊丝直径为2.4mm。焊丝的成分与型材的成分相同。
22、在一个优选的实施例中，所述热处理的温度为150～170℃，所述热处理的时间为1～48h。
23、本专利技术的第二方面提供一种可焊接低稀土镁合金无缝型材，采用第一方面所述的制备方法制备得到。
24、本专利技术的方法制备的板材或管材，具有耐高温抗低温可焊接的特性，可应用在室温和极端温度下的建筑材料、轨道交通车辆、运动器械、北极科考船舶、航空航天等领域。
25、本专利技术的有益效果：
26、1、本专利技术通过加入少量的mn元素、ce元素和y元素，通过各元素的相互配合，一方面能够达到精炼作用，促进晶粒细化，提高焊接性能；另一方面形成的微米尺度结晶相能够有效阻止晶界滑移，还能通过枝晶组织的细化和沉淀产物的弥散化来起到强化作用，从而使得该镁合金型材具有良好的耐高低温力学性能，解决了现有的镁合金在焊接后的力学性能降低的问题，尤其是在极端温度环境下的力学性能降低的问题。
27、2、本专利技术制备的可焊接低稀土镁合金无缝型材，在150℃，200℃和250℃时，焊接后的管材和板材的力学强度均高于焊接前，在-196℃下焊接后的力学性能相比于焊接前稍有下降，表现出耐高温抗低温可焊接的特性，可应用在室温和极端温度下的建筑材料、轨道交通车辆、运动器械、北极科考船舶、航空航天等领域。
28、具体实施方式
29、为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
30、基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
31、本专利技术的第一方面提供一种可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方法。
32、本专利技术通过添加少量的mn元素，利用mn元素与镁合金中的fe或其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方法，其特征在于，以重量百分比计，所述可焊接低稀土镁合金无缝型材的合金成分为：Al 7～9％、Zn 0.8～1.0％、Mn 0.3～0.5％、Gd 0.3～0.8％、Ce 0.3～0.8％、Y 0.3～0.8％，余量为Mg；
2.根据权利要求1所述的可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方法，其特征在于，所述精炼剂为氯化钾、氯化钙、氯化钠、氯化钡、氟化钙、六氟铝酸钠和氯化钆的混合物；
3.根据权利要求1所述的可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方法，其特征在于，合金液与精炼剂的质量比为49:1。
4.根据权利要求1所述的可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方法，其特征在于，330～350℃下保温处理的时间为420～480min；
5.根据权利要求1所述的可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方法，其特征在于，所述挤压成型的挤压速度为0.4～0.6m/min。
6.根据权利要求1所述的可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方法，其特征在于，所述型材为板材或管材；
7.根据权利要求6所述的可焊接低稀
8.根据权利要求1所述的可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方法，其特征在于，所述保护气体为氩气，所述保护气体的流速为10L/min；
9.根据权利要求1所述的可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为150～170℃，所述热处理的时间为1～48h。
10.一种可焊接低稀土镁合金无缝型材，其特征在于，采用权利要求1所述的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方法，其特征在于，以重量百分比计，所述可焊接低稀土镁合金无缝型材的合金成分为：al 7～9％、zn 0.8～1.0％、mn 0.3～0.5％、gd 0.3～0.8％、ce 0.3～0.8％、y 0.3～0.8％，余量为mg；
2.根据权利要求1所述的可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方法，其特征在于，所述精炼剂为氯化钾、氯化钙、氯化钠、氯化钡、氟化钙、六氟铝酸钠和氯化钆的混合物；
3.根据权利要求1所述的可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方法，其特征在于，合金液与精炼剂的质量比为49:1。
4.根据权利要求1所述的可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方法，其特征在于，330～350℃下保温处理的时间为420～480min；
5.根据权利要求1所述的可焊接低稀土镁合金无缝型材的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：付伟，熊昊，张晓茹，房大庆，丁向东，孙军，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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