【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料加工领域，特别是涉及一种弱织构高强塑细晶镁合金及其制备方法。
技术介绍
1、镁合金作为实用金属中最轻的材料，具有低密度、高比强度、高减震性、电磁屏蔽性好、易回收等优点，在电子通讯、交通运输、航空航天等领域具有广泛的应用前景。但是，镁具有密排六方结构，室温下易于启动的滑移系较少，塑性变形能力较差。热轧法作为制备商用镁合金板材最常用的方式之一，轧制过程中镁合金易开裂，严重影响镁合金板材成材率。此外，镁合金在轧制过程中易形成强基面织构，导致各向异性大、室温塑性低、二次塑性加工成形能力不足，难以满足工业生产需求。
2、有研究表明在镁合金中添加大量稀土元素能够细化再结晶晶粒，提高镁合金的强度，激活非基面滑移，改善镁合金的基面织构，从而提高合金室温延展性改善各向异性。但是较高的合金添加量将导致合金成本增加，不利于企业大规模生产，同时将降低合金变形加工能力，因此现有技术较难实现强度和成形性的同步提高。例如专利202110179888.x公布了“一种高强高塑性mg-al-ce(nd)变形镁合金及其制备方法”，该合金通过反向挤压工艺对mg-al-ce(nd)进行加工，该工艺成本较高、时间较长，虽然提高了合金强度，但是却降低了合金的塑性(延伸率仅为：8-15.6％)，较难实现强度和塑性同步提高。因此，如何减少合金添加量，简化工艺和降低成本，获得弱织构、高成形性以及高强塑性的镁合金是目前亟需解决的技术难题。
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弱
2、步骤一：按照体积比95.5-99:4.5-1将co2和sf6混合作为保护气体，依次加入纯镁、纯锌、镁-锰、镁-钙中间合金和添加元素中间合金，在690-710℃加热熔化；然后搅拌均匀，精炼除气和清渣后，获得合金熔液，所述的添加元素中间合金为镁-钇、镁-铈、镁-钆、镁-锆中间合金中的一种或任意组合；
3、步骤二：将步骤一获得的合金熔液浇铸到模具中获得铸锭，再进行固溶处理，固溶温度430-550℃，保温2-24小时，后空冷至室温，再在350-450℃保温2-4h后进行挤压处理，所述的挤压处理为：挤压温度为340-450℃，挤压比为20:1-50:1，挤压速度0.1-2.0m/min；再在430-550℃保温1-3h后水冷，然后进行多道次轧制处理，所述的多道次轧制为：5-10道次，每道次压下量10％-50％，轧制温度250-350℃，每道次轧制前在200-350℃保温时间2-25分钟；轧制后在250-380℃进行保温5～30分钟后获得弱织构高强塑细晶镁合金；获得的合金平均晶粒尺寸＜3μm，织构强度≤5，抗拉强度≥280mpa，屈服强度≥265mpa，延伸率≥19％。
4、进一步地，所述的锌：0.6-0.8％，锰：0.15-0.4％，钙：0.2-0.3％。
5、进一步地，所述的添加元素含量0.1-0.8％。
6、进一步地，步骤二所述的挤压温度为360-430℃，挤压比为30:1-45:1。
7、进一步地，步骤二所述的多道次轧制为：3-9道次、每道次压下量15％-40％，轧制温度280-300℃。
8、进一步地，步骤二所述的每道次轧制前在240-340℃保温时间5-20分钟。
9、本专利技术与目前现有技术相比具有以下特点：
10、与现有技术相比，本专利技术的优势在于：
11、本专利技术通过合金组分之间的相互作用、配比、工艺及工艺参数的协同调控作用，取得如下优异效果：
12、1)本专利技术中所添加的合金元素成分质量占比总量＜3wt.％，为低合金含量合金，具有低合金成分和低成本的优势；
13、2)本专利技术通过合金成分设计及加工工艺优化，一是有效调控镁合金组织及第二相的种类、尺寸、分布、数量密度：二是能够通过钉扎晶界、改变轴比，有效改变基面非基面层错能等，实现弱化再结晶织构，提高合金成形性；三是能够促进固溶元素的相互作用，进一步弱化织构，实现相关元素晶界共偏聚，延缓再结晶，同时还能够抑制晶核生长，有效细化再结晶晶粒，提高合金强塑性，此外通过形成高密度、纳米级的第二相，产生第二相强化效果。
14、3)与现有技术相比，本专利技术获得的合金实现了同步细化晶粒和弱化织构，以及同步提高合金强塑性和成形性：其中，获得的合金平均晶粒尺寸＜3μm，织构强度≤5，抗拉强度≥280mpa，屈服强度≥265mpa，延伸率≥19％。
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1.一种弱织构高强塑细晶镁合金，其特征在于：按质量百分比计，所述的合金成分包括：锌：0.5-1.0％，钙：0.05-0.45％，锰：0.1-0.5％，添加元素：0.05-1.0％，不可避免的杂质总和≤0.05％，余量为镁，所述的添加元素为钆、钇、铈、锆中的一种或任意组合；它的制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种弱织构高强塑细晶镁合金，其特征在于：按质量百分比计，所述的锌：0.6-0.8％，锰：0.15-0.4％，钙：0.2-0.3％。
3.根据权利要求1所述的一种弱织构高强塑细晶镁合金，其特征在于：按质量百分比计，所述的添加元素：0.1-0.8％。
4.根据权利要求1-3任意所述的一种弱织构高强塑细晶镁合金，其特征在于：步骤二所述的挤压温度为360-430℃，挤压比为30:1-45:1。
5.根据权利要求4所述的一种弱织构高强塑细晶镁合金，其特征在于：步骤二所述的多道次轧制为：3-9道次、每道次压下量15％-40％，轧制温度280-300℃。
6.根据权利要求4所述的一种弱织构高强塑细晶镁合金，其特征在于
...【技术特征摘要】
1.一种弱织构高强塑细晶镁合金，其特征在于：按质量百分比计，所述的合金成分包括：锌：0.5-1.0％，钙：0.05-0.45％，锰：0.1-0.5％，添加元素：0.05-1.0％，不可避免的杂质总和≤0.05％，余量为镁，所述的添加元素为钆、钇、铈、锆中的一种或任意组合；它的制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种弱织构高强塑细晶镁合金，其特征在于：按质量百分比计，所述的锌：0.6-0.8％，锰：0.15-0.4％，钙：0.2-0.3％。
3.根据权利要求1所述的一种弱织构高强塑细晶镁合金...
【专利技术属性】
技术研发人员：李爽，王慧远，邓敏，郑士建，王璟，司文平，孟爽，赵彦明，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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