[发明专利]一种镁铝合金及其制备方法

说明书

一种镁铝合金及其制备方法，本发明采用在镁铝合金中掺入纳米碳化硅，得到了一种高强度的镁铝合金。该镁铝合金由镁、铝元素以及纳米碳化硅构成；镁铝的原子比例在3:1至1:1.5之间；碳化硅的平均直径在200纳米以下，镁铝合金的平均晶粒在80纳米以下，合金的抗拉强度可达400MPa以上，延伸率40%以上。该镁铝合金通过熔炼、掺入纳米颗粒并分散、冷却、扭曲变形、异步轧制等步骤制备而成。

技术领域

本发明涉及一种高强高塑镁铝合金及其制备方法的制备方法，尤其是一种碳化硅增强的高性能镁铝合金及其制备方法。

背景技术

镁铝合金是一种密度非常小的的金属材料，目前已经在手持电子设备、汽车、航空航天等领域中应用。作为工程材料，人们通常期望高强度的材料，但是，由于镁铝合金的原子结构特点，其塑性差，传统的加工手段不能得到高强度的镁铝合金。

中国专利104674080A公开了一种镁铝合金及其制备方法，该合金材料包括Ag为0.4wt％-0.8wt％、Co为0.6wt％-1.1wt％、Sn为1.2wt％-1.8wt％、In为0.5wt％-1.2wt％、Mn为0.6wt％-1.1wt％、Pd为0.2wt％-0.6wt％、Mg为12wt％-24wt％、余量为Al；制备方法步骤如下：(1)按重量取各金属材料；(2)投至高温熔炼炉内熔炼，将熔炼后的金属液浇铸得到镁铝合金锭；(3)将步骤(2)的镁铝合金锭进行退火，退火后冷却，制备得到镁铝合金材料。

中国专利104213008A公开了一种新型高强度镁合金及其制备方法。其组成重量百分比为：钨钛合金为5%~35%，镁铝合金为65%~95%。钨钛合金的加入，改善了镁铝合金的固溶和时效行为，改善其组织和性能。其抗拉强度和屈服强度分别为（486~378）MPa和（400~320）MPa，相比镁铝合金的320MPa和269MPa，分别提高了52%~18%和48%~18%。拉伸强度在400MPa以下。

中国专利103589920A公开了一种镁铝合金及其制备方法。该合金的成分以及重量百分为：钪1.2~2.5%、铈0.3％~0.8％，锰1.5％~2％、钼2.5％~5％，钨0.12~1.2%，镁25％~35％，添加铝至100%。与现有技术相比，该发明所具有的有益效果为：本发明综上所述，通过加入的钪、铈，锰、钼，钨，使得该镁铝合金具有低成本高耐用性的优点。

中国专利102080174A公开了一种高镁铝合金板材的生产方法。该发明解决了现有的高镁铝合金板材的制造方法的板材中晶粒粗大、材料的抗拉强度低、力学性能波动大、成品率低的问题。本方法：该镁铝合金板材中元素的质量百分比为Mg：8.3%～9.6%、Mn：0.4%～0.8%、Ti：0.05%～0.15%、Si：≤0.3%、Fe：≤0.3%、Cu：≤0.05%、Ni：≤0.10%、Zn：≤0.20%、余量为Al，该合金经熔炼、铸造、二次热轧、中间退火、冷轧、成品退火、矫直、锯切后得到高镁铝合金板材。成品率48%～55%，强度390MPa～400MPa，可用于航天运载火箭结构件及军用导弹弹头。

以上发明都致力于提高镁铝合金的性能特别是强度性能，不过，这些发明的合金的抗拉强度都在400MPa以下，其强度与目前长用的工程材料还存在着较大的差距。

发明内容：

发明目的：为了拓展镁铝合金的应用领域，发挥其低密度的有点，本发明提供了一种高强度镁铝合金及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

采用纳米颗粒增强的方法，在熔炼的过程中向镁铝合金中掺入SiC纳米颗粒，分散均匀，缓慢冷却并抽真空让纳米颗粒进一步提高浓度，然后在高压下采用扭曲变形的方式，再采用异步轧制，进一步细化晶粒，提高合金的强度。根据本发明，可以制备一种纳米颗粒增强的高强镁铝合金。其显微组织中的平均晶粒直径在80纳米以下，纳米颗粒的直径在200纳米以下，镁铝合金的抗拉强度在400MPa以上，延伸率40%以上。

具体制备方法包括以下步骤：