[发明专利]一种高性能易锻造的镁合金材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种高性能易锻造的镁合金材料及制备方法，本发明的镁合金材料按质量百分比，包括以下组成：Y元素：7.0％‑10.0％，Cd元素：0.5％‑1.5％，Ce/La：3.0％‑4.0％。其余为镁元素。本发明的镁合金材料的力学性能较高且易于锻造，抗拉强度可达到500MPa以上。

技术领域

本发明涉及合金材料领域，尤其涉及一种高性能易锻造的镁合金材料及制备方法。

背景技术

镁合金被誉为“21世纪绿色结构材料”，在交通运输、通讯仪器、轻工、航空、军工等领域具备广泛的应用前景。目前镁合金在汽车工业中的应用以每年15％～20％的速度快速增加，远高于其他金属材料。但其受制于塑形变形能力差和强度较低的缺陷，实际应用方面较铝合金及钢铁材料相距较大，尤其高温性能下降过大，严重限制了其应用。所以提高镁合金强度，开发新型高强度镁合金应用材料是镁合金研究中必须解决的问题。目前国内外研究方向倾向于稀土元素合金化、快速凝固技术、大塑形变形及复合材料方面，以期获得高强/超高强镁合金材料。

发明内容

本发明为解决背景技术中存在的技术问题，而提供一种高性能易锻造的镁合金材料及制备方法，其力学性能较高，抗拉强度可达到500MPa以上。

本发明的技术解决方案是：本发明为一种高性能易锻造的镁合金材料，其特殊之处在于：所述镁合金材料按质量百分比，包括以下组成：Y元素：7.0％-10.0％，Cd元素：0.5％-1.5％，Ce/La：3.0％-4.0％，其余为镁元素。

进一步的，Y元素为Mg-Y中间合金。

进一步的，Cd元素为Mg-Cd中间合金。

进一步的，Ce/La元素为Mg-Ce/La复合中间合金。

进一步的，Mg元素为纯元素。

一种制备上述的高性能易锻造的镁合金材料的方法，其特殊之处在于：所述制备方法包括以下步骤：

1)合金配料:按照配合比例配合后熔炼成铸锭，熔炼设备为中频熔炼炉，合金铸锭含Y元素：7.0％-10.0％，Cd元素：0.5％-1.5％，Ce/La：3.0％-4.0％，其余为镁元素；

2)铸锭退火：对铸锭进行均质化处理：均质化温度：380℃-420℃，时间：10-12h；水淬；

3)锻造。

进一步的，步骤1)中的熔炼工艺如下：炉内通入保护气：SF₆+CO₂，SF6体积占比为：0.05-1％，其余为CO₂，加热功率10-20kw预加热10-25分钟后，加热功率15-35kw加热至溶液全熔，然后在加热功率30-35kw保温20-40分钟，再以加热功率10-20kw降温15-30分钟至浇注温度，浇铸温度：670℃-730℃，然后浇注。

进一步的，步骤中3)锻造的具体步骤如下：

铸锭加热时间：D÷1.0mm/min(D为铸锭直径，单位mm)；

铸锭加热温度：350-400℃；

锻造模具温度：220-280℃；

锻造比：3-4。

进一步的，步骤中3)之后还包括步骤4)锻造产品的时效处理：挤压产品固溶处理温度：180℃-250℃，保温时间：4-10小时。

本发明的有益效果是：

1)在合金中添加7％-10％的Y元素以增强合金的固溶强化作用和细晶强化作用；