[发明专利]一种Mg-Mn-Sn-Ti镁合金材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种Mg-Mn-Sn-Ti镁合金材料的制备方法，其特征在于所述制备方法步骤如下：

步骤一、取纯度为99.99％的Sn、Ti粉末按名义质量比为9：1在真空中进行熔炼，经超声处理后降至室温，制得成分均匀的Sn-Ti合金待用；取纯度为99.99％的Mg、Mn粉末按名义质量比为97：3在真空中进行熔炼，降至室温，制得的Mg-Mn合金待用；

步骤二、按一定质量比称取步骤一制得的Mg-Mn合金、Sn-Ti合金，将Mg-Mn合金、Sn-Ti合金与覆盖剂放置在干燥箱内进行预热；

步骤三、在石墨坩埚底部撒上覆盖剂，将预热的Mg-Mn合金放入石墨坩埚，在Mg-Mn合金表面均匀撒上一定质量的覆盖剂，均匀加热使Mg-Mn合金熔化为液态；将预热的Sn-Ti合金放入液态的Mg-Mn合金中，均匀升温并保温一定时间，经超声处理后制得成分均匀的Mg-Mn-Sn-Ti镁合金熔体；所述Mg-Mn-Sn-Ti镁合金熔体的熔炼在氩气的保护下进行；

步骤四、将步骤三制得的Mg-Mn-Sn-Ti镁合金熔体降低温度并保温一定时间，去掉氧化膜后倒入模具中冷却静置，制得Mg-Mn-Sn-Ti镁合金铸锭；

步骤五、将步骤四制得的Mg-Mn-Sn-Ti镁合金铸锭放入超声辅助等通道挤压装置的等通道模具中，将所述Mg-Mn-Sn-Ti镁合金铸锭在超声作用下以一定挤压温度和挤压速度进行等通道挤压，制得Mg-Mn-Sn-Ti镁合金材料，

所述镁合金材料中Mg和Mn的质量百分含量之和为91～99％，Sn和Ti的质量百分含量之和为1～9％；其中所述Mg和Mn的质量比为97:3，所述Sn和Ti的质量比为9:1。

2.根据权利要求1所述一种Mg-Mn-Sn-Ti镁合金材料的制备方法，其特征在于步骤一所述超声处理的超声振动频率为20kHz，功率为100～200W，处理时间为30～90s。

3.根据权利要求2所述一种Mg-Mn-Sn-Ti镁合金材料的制备方法，其特征在于步骤二所述质量比为Mg-Mn合金：Sn-Ti合金＝99:1～91:9；所述覆盖剂由400目的KCl粉和LiCl粉按质量比1:1组成；所述预热是将Mg-Mn合金、Sn-Ti合金与覆盖剂放置在100～150℃的干燥箱内保温30～60min。

4.根据权利要求3所述一种Mg-Mn-Sn-Ti镁合金材料的制备方法，其特征在于步骤三所述Mg-Mn合金表面覆盖剂的质量为Mg-Mn合金质量的2～5％；所述使Mg-Mn合金熔化为液态的加热条件是将Mg-Mn合金均匀加热至700～730℃并保温10～30min；所述将预热的Sn-Ti合金放入液态Mg-Mn合金后，均匀升温至740～770℃并保温20～45min；所述超声处理的超声振动频率为20kHz，功率为100～150W，处理时间为30～90s。

5.根据权利要求4所述一种Mg-Mn-Sn-Ti镁合金材料的制备方法，其特征在于步骤四所述Mg-Mn-Sn-Ti镁合金熔体降低温度至700～730℃并保温15～45min。

6.根据权利要求5所述一种Mg-Mn-Sn-Ti镁合金材料的制备方法，其特征在于步骤五所述超声的振动频率为20kHz，振幅为0～15μm，功率为300～1000W；所述挤压温度为350～450℃，挤压速度为0.5～3mm/s。

7.根据权利要求1-6任一所述一种Mg-Mn-Sn-Ti镁合金材料的制备方法，其特征在于步骤五所述超声辅助等通道挤压装置包括设置在底座(8)上的内设L形通道(2)的等通道模具(1)，所述L形通道(2)的纵向通道内设置有超声变幅杆(3)，所述超声变幅杆(3)的顶端连接有能够使超声变幅杆(3)在L形通道(2)的纵向通道内上下移动的压力机(4)，所述超声变幅杆(3)还通过导线(5)与超声控制柜(6)相连；所述等通道模具(1)内设置有加热棒(7)。