[发明专利]一种具有超塑性的粗晶镁合金板材及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有超塑性的粗晶镁合金板材及其制备方法，属于镁合金技术领域。合金质量百分成分如下：铝7.6‑8.9%，银0.02‑0.70%，锌0.35‑0.55%，锰0.15‑0.35%，稀土：0.02‑0.08%，钙0.001‑0.02%，余量为镁。制备方法为：熔炼、铸造、车削去皮、均匀化退火、挤压。本发明得到的粗晶镁合金板材平均晶粒尺寸在45‑60um，板材的横向延伸率可达420‑550%，纵向延伸率可达640‑730%，具有良好的高温超塑性，无需经过复杂的热机械晶粒细化处理即可直接进行超塑成形，可以有效降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种超塑性镁合金及其制备方法，特别涉及一种具有超塑性的粗晶镁合金板材及其制备方法。

技术背景

金属镁及镁合金是迄今在工程中应用的最轻的结构材料。镁合金以其低密度、高比强度、高比刚度和高电子屏蔽性被广泛地应用于航空航天、汽车制造等行业；又由于镁合金易被回收，已成为21世纪的绿色环保结构材料。但是其室温塑性差，成形困难且易开裂，用常规的冲压、弯曲、锻造加工方法很难加工出航空航天所需要的高精度零件。而采用超塑性成形技术不但可以解决复杂精密件成型难的问题，还能充分发挥镁合金减重的优势，对于减轻战机重量、提高其性能具有重大意义。关于镁合金的超塑性零部件目前多采用细晶镁合金制造。然而细晶镁合金通常采用等径角挤压或快速凝固的方法获得10um以下的细小晶粒，这种组织的合金虽然具有理想的超塑性，但其加工过程对设备和工装模具要求高，工序多，生产周期长，成本很高，因此在工业上的广泛应用受到限制。相比之下，粗晶超塑性镁合金具有高效率、低成本的生产方式以及十分广阔的应用前景，是超塑性加工镁合金理想的原材料。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有超塑性的粗晶镁合金板材及其制备方法，制得的粗晶镁合金板材平均晶粒尺寸为45-60um，具有优异的高温超塑性，横向延伸率可达420-550%，纵向延伸率可达640-730%。本发明提供如下技术方案：

一种具有超塑性的粗晶镁合金板材，板材中各成分质量百分比为：铝7.6-8.9%，银0.02-0.70%，锌0.35-0.55%，锰0.15-0.35%，稀土：0.02-0.08%，钙0.001-0.02%，余量为镁，其中银和稀土的总量不超过0.72%。

所述板材中各成分质量百分比为：铝7.6-8.8%，银0.05-0.70%，锌0.37-0.53%，锰0.15-0.34%，稀土：0.02-0.08%，钙0.003-0.018%，余量为镁。

所述板材中各成分质量百分比为：铝8.0%，银0.3%，锌0.45%，锰0.15%，稀土：0.08%，钙0.005%，余量为镁。

一种具有超塑性的粗晶镁合金板材的制备方法，包括以下步骤：

（1）在670-710℃温度区间将镁锭熔化，待镁锭完全熔化后通入惰性气体，并在升温至750-790℃后依次加入氯化锰、铝、锌、镁-稀土、银、镁钙，通入惰性气体的条件下进行精炼，精炼时间为15-30min，精炼完成后，去渣，合金液静置并降温至浇注温度680-700℃，再进行浇铸成铸锭。

（2）将铸锭加热，在250-280℃下，保温10-12h，再升温至390-410℃并保温32-40h进行均匀化退火。

（3）加热挤压模具及挤压筒，使其温度保持在350-420℃，设定挤压比为18-24，挤出速度5-12mm/s，将坯料在350-420℃温度下保温1-3h后进行挤压，得到具有超塑性的粗晶镁合金板材，所制备的镁合金板材平均晶粒尺寸为45-60um，横向延伸率可达420-550%，纵向延伸率可达640-730%。

本发明的实质性特点及显著进步：

（1）制备了一种新型的具有超塑性的粗晶镁合金材料，其显著区别于常规超塑性镁合金。