[发明专利]一种室温高强塑性挤压镁合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种室温高强塑性挤压镁合金及其制备方法，属于镁合金制备技术领域，所述挤压镁合金包括以下重量百分含量的元素：Al 7.50～8.00％，Zn 0.45～0.55％，Ce 0.80～1.40％，不可避免的Mn、Si、Fe、Ni杂质总量≤0.05％，其余为Mg。本发明通过向镁中加入Al、Zn、Ce元素并控制三种元素的含量，通过均匀化处理和挤压工艺，最终保证获得微观组织均匀且晶粒尺寸细小的挤压镁合金，使得挤压镁合金具有优异的室温塑性和强度。实施例的数据表明：本发明所得挤压镁合金的室温延伸率为29.1～33.9％，而且在高塑性下同时又伴随着较高的抗拉强度320.7～326.2MPa。

技术领域

本发明属于镁合金制备技术领域，尤其涉及一种室温高强塑性挤压镁合金及其制备方法。

背景技术

降低车辆重量是提高燃油经济性和抑制二氧化碳排放的重要策略。镁合金作为最轻的金属结构材料，一直深受汽车工业的重视。然而，由于镁合金的密排六方晶格结构(HCP)使其缺乏可移动的滑移系，从而不能满足多晶体塑性变形对滑移系数目的要求，而导致镁合金具有较差的室温成形性，从而显著限制了镁合金的广泛应用。此外，目前由镁合金制造的大多数商业产品都是用压铸法生产的，尽管变形镁合金比铸造镁合金具有更好的力学性能，但是由于室温成形性限制，变形镁合金的应用也受到了明显的限制。因此，为了扩大工业应用，提高镁合金，特别是变形镁合金的成形性和塑性加工能力是十分必要的。

稀土元素在镁合金中具有特殊的作用，一方面稀土元素的加入可以改善金属液的流动性，从而提高镁合金的铸造性能；然而尽管如此，镁合金的铸造组织中仍然容易产生缩孔、缩松、夹杂等铸造缺陷。公开号为CN108425056A的中国发明专利公开了一种含稀土钇的室温高塑性镁合金及其制备方法，向镁中加入质量百分含量为0.2～0.3％的Sn以及0.6～1.4％的Y，并运用传统的挤压工艺，挤压后合金的最高延伸率为38.1％，但其最高室温抗拉强度仅为278MPa，而且稀土元素Y是重稀土且价格昂贵，不利于目前工业轻量化的要求，且会提高生产成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种室温高强塑性挤压镁合金及其制备方法，本发明的挤压镁合金具有优异的室温强度和塑性；且添加的稀土金属为铈，价格低廉。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种室温高强塑性挤压镁合金，所述挤压镁合金包括以下重量百分含量的组分：Al 7.50～8.00％，Zn 0.45～0.55％，Ce 0.80～1.40％，余量的镁和不可避免杂质；杂质的总重量≤0.05％。

本发明还提供了上述技术方案所述的室温高强塑形挤压镁合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)在保护气氛下，将预热后的纯镁锭熔化；待镁锭完全熔化后，加入预热后的纯铝、纯锌和镁铈中间合金熔化；待所有金属熔化后进行搅拌和排渣；搅拌和排渣结束后，在680～700℃保温，得到镁合金溶液；

(2)将所述步骤(1)得到的镁合金溶液浇铸冷却，得到合金铸锭；

(3)将所述步骤(2)得到的合金铸锭截断冒口并进行机加工，得到备用坯料；

(4)将所述步骤(3)得到的备用坯料依次进行均匀化处理和热挤压，得到所述室温高强塑性挤压镁合金。

优选地，所述步骤(1)中保护气氛为SF₆和CO₂按体积比1：99形成的混合气体。

优选地，所述步骤(1)中纯镁锭熔化温度为680～720℃。

优选地，所述步骤(4)中均匀化处理的温度为400～420℃，均匀化处理的时间为18～24h。

优选地，所述步骤(4)中均匀化处理后，还包括：对均匀化处理坯料进行水冷。