本发明专利技术提供了一种具有高度均衡的耐腐蚀性和冷加工性并具有一定程度的抗拉强度的非常轻质的镁锂合金，以及由该合金制成的轧制材料和成型制品。本发明专利技术的合金包含不低于10.5质量%且不高于16.0质量%的Li，不低于0.50质量%且不高于1.50质量%的Al，以及余量的Mg，并且具有不小于5μm且不大于40μm的平均晶粒尺寸，以及不低于150MPa的抗拉强度或不低于50的维氏硬度（HV）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有优异的耐腐蚀性和冷加工性的镁锂合金，及其轧制材料和成型制品O
技术介绍
近来，重量轻的镁合金作为结构金属材料已引人注目。然而，一种典型的镁合金，AZ31 (3质量％A1，I质量％Zn，余量为Mg)，在轧制时具有差的冷加工性，而且不能在低于约250°C下进行压制。当镁为hep晶体结构(α相)时，含有锂的镁锂合金在锂含量为6 10. 5质量％时为hep结构和bcc结构(β相)的混合相，并且在锂的含量为10. 5%和更高时为单 一的β相。众所周知，滑移在α相中是有限的,但在β相中有许多滑移系(slip system)。镁锂合金的冷加工性随锂含量的增加而改善，这使得相从α/β混合相变化为单一的β相。然而，由于锂是一种电化学方面较低的元素，锂含量的增加会导致合金耐腐蚀性的显著恶化。另一方面，具有较高锂含量的合金，例如LA141( 14质量％Li，I质量％A1，余量为Mg)，也已被开发出来。但这些合金的不足的耐腐蚀性导致其应用受限。专利文献I教导，具有不高于10. 5质量％的锂含量和不高于50ppm的铁杂质浓度的镁锂合金具有优异的耐腐蚀性。专利文献2教导，含有6 10. 5质量％锂和4、质量％锌的镁锂合金在室温下具有优异的强度和耐腐蚀性。专利文献3公开了含有6 16质量％锂的镁锂合金，其适合于冷压。专利文献4教导，具有10. 5^40质量％的锂含量和平均3 30 μ m的晶粒尺寸的镁锂合金具有优异的强度和压制加工性。非专利文献I公开了向具有8质量％和13质量％的锂含量的镁锂合金中加入Al、Zn、Cu和Ag，对它们在经受加工或热处理时的机械特性和耐腐蚀性的影响。然而，在现有技术中，至今没有得到为单一 β相且具有良好均衡的耐腐蚀性和冷加工性的含有少于10. 5质量％Li的镁锂合金。这种具有机械强度，例如不低于150MPa的抗拉强度，的单一 β相镁锂合金还未为人所知。例如，专利文献4公开了具有优异强度和压制加工性的镁锂合金，但其实施例中公开的包含不低于10. 5质量％Li的合金的抗拉强度最高为131MPa。专利文献4还公开了一种制备具有优异强度和压制加工性的镁锂合金的方法，包括将镁锂合金原料锭进行热轧，冷轧，然后在14(T15(TC下进行热处理使其重结晶。还公开了，在该方法中，以30 60%的较高压下量冷轧比以20 25%的较低压下量冷轧提供更好的轧制材料。另一方面，还公开了，在相同方法中，在高于150°C下热处理以使镁锂合金重结晶导致所得到的合金的平均晶粒尺寸的过分增加，不能达到所期望的效果。因此，专利文献4的教导可归纳为，为得到更好的轧制材料，以较高的压下量冷轧是优选的，而用于重结晶的热处理应当在最高150°C下进行，以使得到的镁锂合金具有优异的强度和压制加工性。此外，以上所述的镁锂合金是作为构成期望轻质的各种电子设备的外壳部件的材料使用而进行讨论的，这些电子设备例如移动电话、笔记本个人电脑、摄像机和数码照相机。为了这种用途，要求合金具有低的表面电阻率以确保足够的电磁屏蔽能力并使基板接地(ground)。因此需要具有低表面电阻率的镁锂合金。现有技术文献专利文献 专利文献l:JP-2000-282165-A专利文献2:JP-2001-40445_A专利文献3:JP-9-41066_A专利文献4:JP-11-279675_A非专利文献非专利文献I:Keikinzoku (the Journal of Japan Institute of Light Metals)(1990)，Vol. 40，No. 9，p659_665专利技术概述本专利技术的一个目的是提供一种具有高度均衡的耐腐蚀性和冷加工性并具有一定程度的抗拉强度的非常轻质的镁锂合金，还提供了由该合金制成的轧制材料和成型制品，以及制备该合金的方法。根据本专利技术，提供了一种镁锂合金，其包含不低于10. 5质量％且不高于16. O质量％的1^,不低于0. 50质量％且不高于I. 50质量％的Al,以及余量的Mg,其中所述合金具有不小于5 μ m且不大于40 μ m的平均晶粒尺寸，以及不低于150MPa的抗拉强度。(在下文中有时也被称为Mg-Li合金)根据本专利技术，还提供了一种Mg-Li合金，其包含不低于10. 5质量％且不高于16. O质量％的Li,不低于0. 50质量％且不高于I. 50质量％的Al,以及余量的Mg,其中所述合金具有不小于5 μ m且不大于40 μ m的平均晶粒尺寸，以及不低于50的维氏硬度(HV)。根据本专利技术，进一步提供了制备上述Mg-Li合金的方法，包括以下步骤Ca)将原料合金熔体冷却并固化为合金锭，所述原料合金熔体包含不低于10. 5质量％且不高于16. O质量％的Li,不低于0. 50质量％且不高于I. 50质量％的Al,以及余量的Mg,(b)以不低于30%的轧制压下量对所述合金锭进行冷塑性加工，以及(c)将塑性加工后的合金在170°C至低于250°C下退火10分钟至12小时，或者在250°C至300°C下退火10秒至30分钟。根据本专利技术，进一步提供了由上述Mg-Li合金制成的轧制材料或成型制品。不考虑其不低于10. 5质量％的锂含量，本专利技术的镁锂合金同时具备高度均衡的耐腐蚀性和冷加工性，例如在压制时，并且由于其较高的锂含量，而锂的比重比Mg要低，该镁锂合金非常实用且轻质。专利技术的优诜实施方案 现在详细地解释本专利技术。本专利技术的Mg-Li合金包含不低于10. 5质量％且不高于16. O质量％,优选为不低于13.O质量％且不高于15. O质量％的Li，不低于0. 50质量％且不高于I. 50质量％的Al，以及余量的Mg。Li的含量超过16质量％时，合金的耐腐蚀性和强度太低以至于无法应用。Al的含量在上述范围内时，合金的机械强度如抗拉强度和维氏硬度得到改善。Al的含量低于O. 50质量％时，合金的机械强度不能被充分改善，而高于I. 50质量％时，合金的冷加工性显著降低。本专利技术的具有上述Li含量的Mg-Li合金具有单一 β相的晶体结构，重量轻且冷加工性优异。通过加入不低于O. 10质量％且不高于O. 50质量％的Ca，进一步改善本专利技术的Mg-Li合金的耐腐蚀性。合金中含有Ca的情况下，Mg与Ca形成一种化合物，该化合物在重结晶时诱导成核作用，致使形成细晶粒的重结晶组织。Mg-Li合金的腐蚀在晶粒中选择性地进行，而晶界会阻止腐蚀的发展。通过这种晶界的形成，耐腐蚀性可以得到改善。 除上述Al和Ca之外,本专利技术的Mg-Li合金可以任选地包含选自Zn、Mn、Si、Zr、Ti、B、Y和原子序数为57 71的稀土元素中的一种或多种元素，只要该元素不会对合金所期望的耐腐蚀性和冷加工性造成大的影响。例如，Zn的添加会进一步增强冷加工性，Mn的添加会进一步增强耐腐蚀性，Si的添加会降低生产过程中合金熔体的粘性，Zr的添加会改善强度，Ti的添加会改善耐火性。Y的添加会改善在较高温度下的强度，但应注意的是，其含量为I质量％或更多时，强度和冷加工性会被削弱。稀土元素的添加会改善延展性并进一步增强冷加工性。这些任选的成分的含量可以优选地为不低于O质量％且不高于5. 00质量％。更高的含量会增加合金的比重，这会削弱单一 β相Mg-Li合金的特性。因此这些含量应优本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：金贤姬，松村健树，难波信次，海野真一，后藤崇之，谷渕裕司，横山幸弘，
申请(专利权)人：株式会社三德，
类型：发明
国别省市：
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