[发明专利]一种低成本高强韧微稀土变形镁合金及其制备方法

摘要

本发明为一种低成本高强韧微稀土变形镁合金及其制备方法。该合金为Mg‑Bi‑Sn‑Zn‑Ca‑Nd镁合金，其化学成分质量百分比为：Bi 2.0～4.5wt％，Sn 2.0～4.5wt％，Ca 0.3～0.8wt％，Nd 0.04～0.1wt％，Bi元素和Sn元素质量比为0.8‑1.5:1，且二者含量之和与Ca元素的质量比为8‑15:1，其余为镁及不可避免的杂质。本发明在大气氛围下可以直接浇铸，并可在100‑150℃范围内低温轧制，该合金屈服强度363MPa以上，抗拉强度460MPa以上，延伸率12％以上，并表现出较好的阻燃效果。

主权项

1.一种低成本高强韧微稀土变形镁合金，其特征为该合金为Mg‑Bi‑Sn‑Ca‑Nd镁合金，其化学成分质量百分比为：Bi 2.0~4.5wt%，Sn 2.0~4.5wt%， Ca 0.3~0.8wt%，Nd 0.04~0.1wt%，Bi元素和Sn元素质量比为0.8‑1.5:1，且二者含量之和与Ca元素的质量比为8‑15:1，其余为镁及不可避免的杂质；所述的低成本高强韧微稀土变形镁合金的制备方法，包括以下步骤：1) 纯Mg锭、纯Bi块、纯Sn块、Mg‑Ca中间合金以及Mg‑Nd中间合金为原料，经表面预处理后，按所述的镁合金成分的质量百分比备料；2) 将纯Mg锭放入熔炼炉的坩埚中，设定炉温710~760℃并保持，待其融化后，依次将预热到50~70℃的纯Bi块，纯Sn块和预热到200~250℃的Mg‑Ca中间合金以及Mg‑Nd中间合金加入到镁熔液中；保温5～25分钟以熔化，然后搅拌5～10分钟，再保温静置5~10分钟；合金的熔化、搅拌和静置是在CO₂和SF₆的混合气体保护下进行的；3) 采用金属模铸造或半连续铸造，制备成合金铸锭；合金的浇铸过程无需气体保护；4) 将上步得到的合金铸锭进行固溶处理，固溶处理温度为460~500℃，时间为6~12小时；热处理过程无需气体保护；5) 将上步得到的固溶处理后铸锭切割成相应的坯料并去皮；6) 将上步得到的坯料在20~30分钟之内加热到270~400℃后，放入模具中进行挤压处理，挤压变形速度为0.1~15m/min，挤压比为10~40，挤压温度为270~400℃，挤压加工后进行空冷；7) 将上步得到的挤压坯料在30分钟之内加热到T₁后，进行n道次降温轧制加工，道次变形量为20%，最后一道轧制前控制温度在T_n，中间每道次降温T℃，轧制加工结束后进行空冷；最后得到所述的高强韧微稀土变形镁合金材料；其中，T₁₌200~250℃，n=3~5， T_n= 100~150℃，T=(T₁‑T_n)/(n‑1)。