[发明专利]一种高强韧镁合金及其制备方法和应用

说明书

本发明提出一种高强韧镁合金及其制备方法和应用，按重量份数计，所述镁合金的原料组分如下：镁100份、铝0.8～5.0份、锌0.5～2.1份、锰0.4～0.7份、铈0.2～0.4份。制备步骤为：将各原料分别进行预热，添加精炼剂，加热升温在保护气体作用下，进行精炼，使熔渣充分沉析，进行舀料浇注，等到镁锭模完全冷却后，进行脱模，得到高强韧镁合金。本发明提供的高强韧镁合金能够降低材料本身的杂质，提高镁合金纯度。

技术领域

本发明涉及镁合金制备技术领域，具体来说，涉及一种高强韧镁合金及其制备方法和应用。

背景技术

镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小(1.8g/cm3镁合金左右)，强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。

现有的高强韧镁合金的制备方法采用传统熔炼方式，熔炼过程，由于材料本身杂质和操作不规范，容易造成杂质含量增加，从而镁合金纯度，影响医疗领域健康使用过程。现有技术中由于添加稀土元素改善镁合金的高温力学性能和抗蠕变性能，但稀土含量较高，成本也高。现有技术CN201611223231.4公开一种新型镁合金复合材料的制备方法，其特征是：新型镁合金复合材料由铝、锌、锰、钕、铈、镁按比例混合，在镁合金熔体中加入镍包覆纳米SiC颗粒，同时施加电磁场，电磁模拟微重力使镍包覆纳米SiC颗粒在熔体中均匀分散，浇铸后对铸锭施加电场细化晶粒，最后对新型镁合金复合材料进行等径角挤压变形。该新型镁合金复合材料在制备过程中通过添加SiC来增强强度，但镁合金的塑性存在不足。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种高强韧镁合金及其制备方法和应用，能够降低材料本身的杂质，提高镁合金纯度。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明一种高强韧镁合金，按重量份数计，所述镁合金的原料组分包括/由以下组分构成：镁100份、铝0.8～5.0份、锌0.5～2.1份、锰0.4～0.7份、铈0.2～0.4份。本发明原料组分铝含量既保证铝的固溶强化作用，又能避免应力腐蚀；锌的含量既可起到固溶强化和沉淀强化效果，且含量能够增加合金热裂；锰含量足够去除铁杂质，能够提高耐蚀性；铈能够与铝生产稳定的铝铈混合物相，减少低熔点相镁铝的数量，提高抗蠕变性能和热稳定性，固溶是指添加到镁中的合金添加元素与镁形成固溶体(solid溶液)的过程。

进一步地，所述镁合金的原料组分包括/由以下组分构成：镁100份、铝5.0份、锌2.1份、锰0.7份、铈0.4份。

进一步地，所述镁合金的原料组分包括/由以下组分构成：镁100份、铝2.2份、锌1.8份、锰0.6份、铈0.3份。

进一步地，所述镁合金的原料组分包括/由以下组分构成：镁100份、铝0.8份、锌0.5份、锰0.4份、铈0.2份。

进一步地，所述镁合金的原料组分包括/由以下组分构成：镁100份、铝1.0份、锌0.8份、锰0.5份、铈0.25份。

另一方面，本发明提供一种高强韧镁合金的制备方法，具体步骤如下：

步骤一：将镁、铝、锌、锰、铈分别进行预热，预热温度达到150～160℃；