[发明专利]一种高导电Mg-Zn-Cu镁合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种高导电Mg‑Zn‑Cu镁合金的制备方法，属于有色金属固溶强化加工技术领域；步骤包括：按照Mg‑3Zn‑2Cu合金成分准备纯镁、纯锌和纯铜；在熔化的镁锭中依次加入纯锌、纯铜进行精炼并浇注；将浇注得到的浇注件进行固溶处理，固溶处理的温度为470℃；固溶处理的时间为60‑72h；本发明对Mg‑Zn镁合金进行了Cu合金化变质处理，当Cu的加入量为2wt.%，α‑Mg相的晶粒尺寸减小，铸态Mg‑3Zn‑2Cu合金的抗拉强度，屈服强度和伸长率达到了230Mpa，103Mpa和29.3%；在固溶温度430℃，固溶时间72h条件下，Mg‑3Zn‑2Cu合金的导电率达到了21.03 MS·m^‑1。

技术领域

本发明属于有色金属固溶强化加工技术领域，涉及一种高导电Mg-Zn-Cu镁合金的制备方法。

背景技术

铸态下Mg-Zn镁合金的导电率在19.06-20.34 MS•m^-1之间，并且在高温条件下具有很大的应用潜力，在5G基站以及手机领域的应用上更是起着重要作用。但是随着电子工业的不断发展，将器件温度保持在安全范围内并延长电子产品的使用寿命，以此需要高导电的镁合金来满足严格要求。

Mg-Zn合金的导电率会随着合金元素含量的增加而下降。这种现象主要是由溶解在镁基体中的合金原子引起的。溶质原子的大小与镁原子的大小不同，因此镁合金的晶格发生畸变，最终导致热导率下降。

在Mg-Zn系合金中，固溶过程中的沉淀相是通过 Zn 原子的聚集开始形成的，在中间温度（约 100 ºC）固溶处理时，会有多种不同类型的析出物同时存在，从而导致合金的硬化的同时提升合金的导电性。据报道合金的热处理顺序为:SSSS →pre-β^‘→β₁^‘（棒状和块状沉淀物⊥{0001}Mg;Mg₄Zn₇）→β₂^‘（主要是粗大的颗粒||{0001}Mg和一些板条状沉淀物⊥{0001}Mg；MgZn₂) →β平衡相（MgZn 或 Mg₂Zn₃）。Cu元素的加入可以提高Mg-Zn 合金的共晶温度，故可在较高的温度进行固溶处理，以便使更多的Zn和Cu固溶。尽管研究者们对Mg-Zn-Cu系镁合金的研究已经十分深入，但是对于固溶处理后Mg-Zn-Cu系镁合金固溶后导电率与组织演变的关系尚未说明。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种高导电Mg-Zn-Cu镁合金的制备方法。本发明在Mg-Zn合金中引入了Cu元素，Cu元素的引入使得α-Mg 晶界及枝晶臂之间不规则的块状MgZn 二元相转变为片状，从而提高了合金的导电性。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种高导电Mg-Zn-Cu镁合金的制备方法，包括以下步骤：

1）按照Mg-3Zn-2Cu合金成分准备纯镁、纯锌和纯铜；

2）在熔化的镁锭中依次加入纯锌、纯铜进行精炼并浇注；

3）将浇注得到的浇注件进行固溶处理，固溶处理的温度为470℃；固溶处理的时间为60-72h。

优选的，固溶处理的时间为72h。

优选的，所述的精炼是炉温降至720 ℃时，清理熔液表面上的熔渣，加入精炼剂后搅拌1min，开始进行精炼。最后，均匀撒上覆盖剂后合上炉盖，待炉温回升至750 ℃后保温20 min。

优选的，所述的浇注是在750℃下保温20 min后，再将炉温降至740℃，清理溶液表面，之后将镁合金熔体浇铸到预热好的模具中；待模具温度自然冷却到室温后，将试样从模具中取出得到铸态合金试棒。