[发明专利]一种变形镁合金及该变形镁合金的制备方法

说明书

本发明涉及一种变形镁合金及该变形镁合金的制备方法，其中，一种变形镁合金，其特征在于，按照质量百分比计，包括有以下组分Al：0.5％～2.5％，Ca：0.2％～0.6％，Mn：0.3％～0.8％，Er：0.05％～0.5％，Ag：0.01％～0.05％，余量为Mg及不可避免的杂质。Al、Ca、Mn，可生成弥散分布的耐热Al₈Mn₅和Al₂Ca相，Al₈Mn₅和Al₂Ca相在挤压过程中起到钉扎晶界而阻碍再结晶长大的作用，并可提高合金的抗拉强度和屈服强度；通过添加稀土Er，生成AlMnEr相，在挤压过程中被破碎后弥散分布在基体上，可以颗粒激发形核的方式促进动态再结晶；在挤压后经T6热处理还能实现热处理强化。

技术领域

本发明属于镁合金技术领域，具体涉及一种能用于高速挤压的变形镁合金及该镁合金的制备方法。

背景技术

镁合金作为最轻的工程金属材料，具有比重轻、比强度及比刚度高、阻尼性及切削加工性好、导热性好、电磁屏蔽能力强以及减震性好和易于回收等一系列独特的优点，被誉为“21世纪的绿色工程材料”。与铸造镁合金相比，变形镁合金更具发展前途与潜力，通过变形可以生产尺寸多样的板、棒、管、型材及锻件产品，并且可以通过材料组织的控制和热处理工艺的应用，获得比铸造镁合金材料更高的强度，更好的延展性，更多样化的力学性能的材料，从而满足更多结构件的需要，因此，发展变形镁合金及其加工技术具有重要的现实意义。

尽管变形镁合金的研究和应用取得了很大进展，但是常规商用Mg-Al-Zn系合金和Mg-Zn-Zr系合金变形加工窗口较铝合金狭窄的多，因此通常只能采用较低的挤压速度，导致生产效率降低，生产成本提高，不利于镁合金的商业化运用。例如，商用AZ80和ZK60镁合金的挤压速度只有0.5～2.5m/min，主要是由于随着镁合金中铝元素或着锌元素含量的增加，形成了大量低熔点的镁铝相或者镁锌相，在高速挤压过程中由于模具出口端由于温度急剧上升而这些低熔点第二相发生溶解，不足以钉扎晶界导致晶粒粗化，使得挤压产品的性能较低。要保证高速挤压下的变形镁合金依然具有较高的综合性能，就需要合金中存在或者挤压过程中产生高熔点的第二相，以阻碍再结晶晶粒的长大。

如中国发明专利申请《一种Zn-Mg双相异构材料及其制备方法》，其专利申请号为CN202011113751.6(申请公布号为CN112501474A)公开了一种Zn-Mg双相异构材料，其中，所述的Zn-Mg双相异构材料中的Mg相，除了含有Mg，还含有合金化元素M1，M1包括Zn、Ca、Sr、Mn、Sn、In、Ga、Ge、Bi、Co、Ag、Cu、Si、Zr、Li、Na、K、Fe、Ti、Al、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Th中的至少一种，上述合金化元素M1含量均为0～10wt.％。其明确指出了在采用铸造、挤压纯镁或镁合金时，挤压速度为2～200mm/min，其挤压速度过低。

又如中国发明专利《用于高速挤压的变形镁合金及其制备方法》，其专利号为ZL201010152389.3(授权公告号为CN101805866B)公开了一种用于高速挤压的变形镁合金，按照重量百分比计包括有以下组分：2.0-9.0％Al、0.1-1.0％Mn、0.1-3.0％Si、0.1-2.0％Ce、0.1-1.0％Y、0.1-1.0％Sr、0.1-1.0％Sb，其余为镁，该镁合金的元素组成比较复杂，挤压速度可达到15m/min，抗拉强度280-350MPa，屈服强度160-220MPa，该合金的屈服强度相比于抗拉强度偏低，屈强比仅为0.57-0.62。