[发明专利]一种高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材及其制备方法

说明书

本发明属于金属材料技术领域，公开了一种高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材及其制备方法；所述镁合金成分,按照质量百分比计：钆：1.0‑6.5％、钐：0.2‑3.5％、镧：0‑0.15％、锌：0.35‑1.0％，锡：0.01‑0.18％，其余为镁、添加元素和不可避免的杂质，所述的添加元素为锆、钙、锰、银中的一种或组合，加入量按百分比计为：锆：0‑0.5％、钙：0‑0.3％、锰：0‑0.3％、银：0‑0.3％。其制备方法包括：经熔炼、浇注、均质化热处理、挤压、连续拉丝后，获得大长度、高强度稀土镁合金细丝材。本发明的细丝材制备工艺简单，制丝效率高，可实现超长细丝的制备，且细丝材抗氧化性好、耐腐蚀，线径均匀，表面光洁，所形成的焊缝组织致密，具有优异的力学性能，尤其适合含稀土的镁合金的焊接、增材制造等领域的工业化生产。

技术领域

本发明涉及金属材料领域，特别是涉及一种高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材及其制备方法。

背景技术

镁合金因其低密度、高比强度、强电磁屏蔽性等优点，在汽车、航空航天、军工国防等领域具有广泛的应用前景。然而，随着轻量化的不断发展对镁合金综合性能的要求越来越高，因此，对镁合金焊接工艺、焊接性能等方面提出了更严格的要求。

对于稀土含量较高的高强耐热镁合金来说，采用普通镁合金焊丝焊接会出现焊接接头强度与母材相差较大的情况，不利于镁合金工件的使役性能改善。此外，与不含稀土的镁合金焊丝相比，含有较高稀土含量的焊丝不利于合金的变形加工，在焊丝的挤压、拉拔等过程中，容易出现断丝的情况，尤其对于直径小于2.0mm的高强度细丝的制备过程，在常规拉拔时极易断裂导致长度难以突破1000m，不能满足焊接过程对细丝的长度和卷重需求。目前对于高强度镁合金丝材的直径一般局限于2.0-6.0mm的挤压粗丝材，且挤压制备过程焊丝表面易氧化，难以满足焊接对于表面抗氧化的需要。由于直径小于2.0mm的细丝能够满足薄壁焊接或者高尺寸精度增材制造的需要，因此制备大长度且直径小于2.0mm的镁合金高强度细丝对于工业化生产具有重要的应用意义。

因此，对于稀土含量较高的高强镁合金而言，如何制备易于改善镁合金的使役性能、力学性能优异并且不易断丝的高性能抗氧化镁合金超长细丝是目前亟待解决的技术难题。

发明内容

为了解决上述技术难题，本发明提供了一种稀土镁合金焊丝，其制备工艺简单、生产效率高，可实现超长细丝的制备，且焊丝抗氧化性好、耐腐蚀，线径均匀，表面光洁，所形成的焊缝组织致密，具有优异的力学性能。

本发明提供了一种高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材，按质量百分比计，所述的镁合金由如下成分组成：钆：1.0-6.5％、钐：0.2-3.5％、镧：0-0.15％、锌：0.35-1.0％，锡：0.01-0.18％，添加元素和不可避免的杂质；所述的添加元素为锆、钙、锰、银中的一种或任意组合，加入量按质量百分比计为：锆：0-0.5％、钙：0-0.3％、锰：0-0.3％、银：0-0.3％；不可避免的杂质≤0.05％；余量为镁。

进一步地，按质量百分比计，所述的钆：3.0-5.0％、钐：0.5-2.0％、镧：0.05-0.10％、锌：0.5-0.8％，锡：0.05-0.1％，锆：0.01-0.4％、钙：0.01-0.2％。

进一步地，按质量百分比计，所述的锆：0.1-0.3％，钙：0.05-0.1％，锰：0.05-0.1％、银：0.05-0.1％。

本发明还提供一种高性能抗氧化稀土镁合金超长细丝材的制备方法，它的制备方法包括如下步骤：

(1)熔融：在氩气或二号熔剂的保护下，依次加入纯镁、纯锌、纯锡以及镁-钆中间合金、镁-钐中间合金、镁-镧中间合金的，在670-740℃加热熔化；随后依次加入镁-锆中间合金、镁-钙中间合金、镁-锰中间合金、纯银中的一种或任意组合，在690-710℃搅拌均匀，精炼除气和清渣后，获得合金液；

(2)铸造：将步骤(1)获得的合金液浇注到水冷结晶器模具中形成铸锭，获得铸态合金锭；