[发明专利]一种变形镁合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种变形镁合金，成分为：4～5wt％的Sm；0.75～3wt％的Yb；0.5～0.8wt％的Zn；0.4～0.6wt％的Zr；余量为Mg及不可避免的杂质。本发明在Mg、Zn、Zr成分的变形镁合金中添加Sm和Yb，Sm和Yb具有协同作用能够降低彼此的固溶度，起到细化晶粒、固溶强化和沉淀析出第二相强化的效果，而且还能够形成具有相对熔点高、热稳定性良好的金属间化合物Mg₃Sm、Mg₂₄(Sm,Yb)₅、Mg₅(Sm,Yb)。这些稳定性良好的第二相在高温条件下能够有效阻碍位错运动和晶界活动，从而提升变形镁合金的力学性能和耐热性能。本发明还提供了一种上述技术方案所述变形镁合金的制备方法。

技术领域

本发明涉及镁合金技术领域，尤其涉及一种变形镁合金及其制备方法。

背景技术

镁合金作为目前最轻的结构材料，密度约为1.74～1.90g/cm³，仅为钢铁的1/4，铝合金的2/3。相比其他金属材料，镁合金具有高的比强度、比刚度，良好的切削加工性能、电磁防护特性、阻尼性能及导热性，而且易回收。在目前铁矿、钛矿和铝矿资源紧张的情况下，开发和利用镁资源作为替代材料已成为必然趋势。因此，镁合金被誉为“21世纪商用绿色环保和生态金属结构材料”，正在汽车工业、电子通讯、航空航天和军事工业等领域得到广泛的应用。

根据加工方式的不同，镁合金分为铸造镁合金和变形镁合金。变形镁合金是指通过挤压、轧制、锻造等塑性成型方式加工的镁合金，其可通过组织控制和热处理等方式来提升性能，获得比铸造镁合金更高的强度和塑性，更多样化的强韧配比来满足工程结构件的力学性能要求。

Mg-Al系变形镁合金是目前应用最广泛的体系，该系合金具有良好的铸造性能，室温强度高，可热处理强化。但是该系合金高温力学性能较差，因为该系合金主要强化相Mg₁₇Al₁₂相在高温时易粗化，从而导致在高温力学性能差。因此，提高变形镁合金的耐热性能成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种变形镁合金及其制备方法，本发明提供的变形镁合金具有良好的耐热性。

本发明提供了一种变形镁合金，成分为：

4～5wt％的Sm；

0.75～3wt％的Yb；

0.5～0.8wt％的Zn；

0.4～0.6wt％的Zr；

余量为Mg及不可避免的杂质。

本发明提供了一种上述技术方案所述的变形镁合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将镁源、锌源、钐源、镱源和锆源进行熔炼、浇铸，得到铸件；

(2)将铸件进行挤压加工，得到变形镁合金。

优选的，将镁源、锌源、钐源、镱源和锆源进行熔炼之前还包括：

将镁源、锌源、钐源、镱源和锆源进行预热；

所述预热的温度为200～300℃。

优选的，所述熔炼在保护性气体的条件下进行；

所述保护性气体包括SF₆和CO₂；

所述SF₆和CO₂的体积比为1:(180～220)。

优选的，所述熔炼的方法具体为：

向镁源中依次加入锌源、钐源和镱源后升温，得到混合物；