專利名稱：一種添加Ag增強(qiáng)的鎂鋰合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種合金，具體的說是一種添加Ag增強(qiáng)的鎂鋰合金。(二) 背景技術(shù)鎂鋰合金被認(rèn)為是最輕的結(jié)構(gòu)金屬，它不僅具有極低的密度，高的比強(qiáng)度、 比剛度，還具有良好的磁屏蔽、防震等性能，因此在通訊電子工業(yè)、軍工和航空 航天工業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。但由于鎂鋰合金的強(qiáng)度較低，時效穩(wěn)定性和耐腐蝕性差，制約了鎂鋰合金的 發(fā)展。通常，加入合金元素是有效提高鎂鋰合金性能的方法。張密林等人公開的 專利(一種高強(qiáng)度的鎂鋰合金，公開號CN101121981A)中，添加了A1、 Zn、 Ce對合金進(jìn)行增強(qiáng)，制備了ot單相鎂鋰合金，其具有較高的強(qiáng)度。但其Li的含量 在7wt。/。以下，對于合金密度的降低效果不明顯，而且a單相為密排六方結(jié)構(gòu)，塑 性較差；周鐵濤等人公開的專利(一種含鋰鎂合金材料及其制備方法，公開號 CN 1605650A)中加入A1、 Zn、 Zr、 RE等作為合金元素，制備了具有較高強(qiáng)度 和較低密度的鎂鋰合金。但其Li的含量超過llwt。/。，這勢必會增加合金的成本， 而且造成合金的耐腐蝕性和熱穩(wěn)定性的急劇下降；D.K.Xu等人(D. K. Xu， L. Liu, Y. B. Xu, Scripta Materialia. 285. 57(2007))，在鎂鋰合金中加入了Zn、 Y對合金進(jìn) 行增強(qiáng)，得到了強(qiáng)度較高且塑性較好的合金。但由于加入Zn的量在3wt。/。以上， 不但增加了合金的密度，而且合金的組織及性能穩(wěn)定性差，易產(chǎn)生過時效問題。在合金中添加Ag，能夠抑制a相生長而促進(jìn)P相生長的作用；同時Ag添 加的鎂鋰合金穩(wěn)定性提高，抗蠕變性能和耐高溫性能提高。由于Ag的熔點較高， 所以熔煉的溫度高、時間長，而Li又容易被氧化，在熔煉過程中會發(fā)生氧化夾 雜同時使合金的成分發(fā)生變化。采用真空熔煉的方法，可以避免原料與空氣接觸， 極大程度的避免了氧化；同時在交變電磁場作用下，物料內(nèi)部產(chǎn)生渦流從而起 到攪拌的作用，能夠使?fàn)t中熔體的成分和溫度均較均勻。盡管國內(nèi)外學(xué)者對鎂鋰合金的研究做了大量工作，但是添加Ag來增強(qiáng)鎂鋰 合金性能的文獻(xiàn)，目前尚未見報道。(三) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種在保持高強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，提高合金塑性、時效穩(wěn) 定性、耐高溫性能的一種添加Ag增強(qiáng)的鎂鋰合金。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它是由純鎂、純鋰、純鋁、純鋅、純銀熔煉而成的，合金的成分的重量百分比為Li: 8%、 Al: 2.5-3.5%、 Zn: 1.0-1.5%、 Ag: 0.2-1.0%，余量為Mg。本發(fā)明中還可以含有Y元素，所述的Y元素以鎂釔中間合金的形式加入， Y元素的重量比含量為1.0%。本發(fā)明將Ag加入鎂鋰合金中。該合金由純鎂、純鋰、純鋁、純鋅、純銀以 及鎂釔中間合金熔煉而成，其純度均在99.95%以上。熔煉在真空感應(yīng)熔煉爐中 進(jìn)行。熔煉之前先將爐內(nèi)抽至真空狀態(tài)，再充入保護(hù)氣(氬氣)，然后開始熔煉 (整個熔煉過程均處于氬氣保護(hù)狀態(tài)下)，熔煉后的熔體澆鑄到金屬模具中，得 到鑄態(tài)合金。所得到的鑄態(tài)合金在350il(TC下進(jìn)行均勻化處理，然后把均勻化 處理后的合金進(jìn)行變形加工(擠壓或軋制)，得到變形態(tài)合金。Ag具有顯著改善 Al、 Zn強(qiáng)化鎂鋰合金組織及性能穩(wěn)定性的作用，同時能增強(qiáng)時效強(qiáng)化效應(yīng)，以 及提高鎂鋰合金的高溫強(qiáng)度和抗蠕變能力。同時Li含量的升高使合金處于a+(3 雙相區(qū)，以及合金元素的加入，使得合金在保持較高強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，提升了合金 的塑性，并且降低了合金的密度。采用本發(fā)明的方法制成的新型鎂鋰合金，其機(jī)械性能為室溫下，抗拉強(qiáng)度 190 260MPa，屈服強(qiáng)度160 250MPa，延伸率為18 35%,抗沖擊韌性為 290 470KJ/m2，密度為1.25 1.52g/cm3; 150'C下，抗拉強(qiáng)度130 200MPa， 屈服強(qiáng)度120 180MPa，延伸率為15 28%。
具體實施方式
下面舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述 實施例1:鎂鋰合金的成分以及重量百分比為Li: 8%、 Al: 3%、 Zn: 1%、 Ag: 0.2%，余量為Mg。熔煉在真空感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行。熔煉之前先將爐內(nèi)抽至真空狀態(tài)，再充入保護(hù)氣(氬氣)，然后開始熔煉(整個熔煉過程均處于氬氣保護(hù)狀態(tài)下)，熔煉后的熔體澆鑄到金屬模具中，得到鑄態(tài)合金。所得到的鑄態(tài)合金在350±10°C下進(jìn)行均勻化處理，然后把處理后的合金進(jìn)行變形加工(擠壓或軋制)，得到變 形態(tài)合金。變形態(tài)的合金在電子萬能試驗機(jī)上進(jìn)行力學(xué)性能測試，用阿基米德法 測試合金的密度。所得的鎂鋰合金在室溫下，抗拉強(qiáng)度為205 MPa，屈服強(qiáng)度為180 MPa ， 延伸率為20%，抗沖擊韌性為330KJ/m2，密度為1.40g/cm3; 15(TC下，抗 拉強(qiáng)度135MPa，屈服強(qiáng)度120MPa，延伸率為15%。實施例2:其它實驗條件同實施例1，鎂鋰合金的成分以及重量百分比為Li: 8%、Al: 2.5%、 Zn: 1.5%、 Ag: 0.5%，余量為Mg。變形態(tài)的合金在電子萬能試驗機(jī)上進(jìn)行力學(xué)性能測試，用阿基米德法測試合金的密度。所得的鎂鋰合金在室溫下，抗拉強(qiáng)度為210MPa，屈服強(qiáng)度為189MPa， 延伸率為22%，抗沖擊韌性為420KJ/m2,密度為I.44g/cm3; 150'C下，抗 拉強(qiáng)度165MPa，屈服強(qiáng)度145MPa，延伸率為18%。實施例3:其它實驗條件同實施例1,鎂鋰合金的成分以及重量百分比為Li: 8%、Al: 3.5%、 Zn: 1.5%、 Ag: 1%，余量為Mg。變形態(tài)的合金在電子萬能試驗機(jī)上進(jìn)行力學(xué)性能測試，用阿基米德法測試合金的密度。所得的鎂鋰合金在室溫下，抗拉強(qiáng)度為220MPa，屈服強(qiáng)度為210MPa， 延伸率為24%，抗沖擊韌性為350KJ/m2，密度為1.50g/cm3; 15(TC下，抗 拉強(qiáng)度180MPa，屈服強(qiáng)度162MPa，延伸率為22%。實施例4:其它實驗條件同實施例1，鎂鋰合金的成分以及重量百分比為Li: 8%、Al: 3%、 Zm 1%、 Y: 1%， Ag: 0.2%，余量為Mg。變形態(tài)的合金在電子萬能試驗機(jī)上進(jìn)行力學(xué)性能測試，用阿基米德法測試合金的密度。所得的鎂鋰合金在室溫下，抗拉強(qiáng)度為240MPa，屈服強(qiáng)度為232MPa， 延伸率為31%，抗沖擊韌性為337KJ/m2，密度為1.42g/cm3; 150。C下，抗 拉強(qiáng)度166MPa，屈服強(qiáng)度148MPa，延伸率為18%。實施例5:其它實驗條件同實施例1，鎂鋰合金的成分以及重量百分比為Li: 8%、Al: 3%、 Zn: 1%、 Y: 1%， Ag: 1%，余量為Mg。變形態(tài)的合金在電子萬能試 驗機(jī)上進(jìn)行力學(xué)性能測試，用阿基米德法測試合金的密度。所得的鎂鋰合金在室溫下，抗拉強(qiáng)度為255 Mpa,屈服強(qiáng)度為230MPa， 延伸率為32%，抗沖擊韌性為320KJ/m2，密度為1.48g/cm3; 15(TC下，抗 拉強(qiáng)度155MPa，屈服強(qiáng)度132MPa，延伸率為15%。
權(quán)利要求
1、一種添加Ag增強(qiáng)的鎂鋰合金，其特征是它是由純鎂、純鋰、純鋁、純鋅、純銀熔煉而成的，合金的成分的重量百分比為Li8％、Al2.5-3.5％、Zn1.0-1.5％、Ag0.2-1.0％，余量為Mg。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種添加Ag增強(qiáng)的鎂鋰合金，其特征是合金 的成分的重量百分比為Li: 8%、 Al: 3.5%、 Zn: 1.5%、 Ag: 1%，余量為Mg。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種添加Ag增強(qiáng)的鎂鋰合金，其特征是合金的成分的重量百分比為Li: 8%、 Al: 2.5%、 Zn: 1.5%、 Ag: 0.5%，余量為 Mg。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種添加Ag增強(qiáng)的鎂鋰合金，其特征是合金 的成分的重量百分比為Li: 8%、 Al: 3.5%、 Zn: 1.5%、 Ag: 1%，余量為Mg。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種添加Ag增強(qiáng)的鎂鋰合金，其特征是合金 的成分的重量百分比為Li: 8%、 Al: 3%、 Zn: 1%、 Y: 1%， Ag: 0.2%，余量為Mg。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種添加Ag增強(qiáng)的鎂鋰合金，其特征是合金 的成分的重量百分比為Li: 8%、 Al: 3%、 Zn: 1%、 Y: 1%， Ag: 1%，余量為Mg。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種添加Ag增強(qiáng)的鎂鋰合金。它是由純鎂、純鋰、純鋁、純鋅、純銀熔煉而成的，合金的成分以的重量百分比為Li8％、Al2.5-3.5％、Zn1.0-1.5％、Ag0.2-1.0％，余量為Mg。本發(fā)明在保持高強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，能提高合金塑性、時效穩(wěn)定性、耐高溫性能。采用本發(fā)明的方法制成的新型鎂鋰合金，其機(jī)械性能為室溫下，抗拉強(qiáng)度190～260MPa，屈服強(qiáng)度160～250MPa，延伸率為18～35％，抗沖擊韌性為290～470KJ/m²，密度為1.25～1.52g/cm³；150℃下，抗拉強(qiáng)度130～200MPa，屈服強(qiáng)度120～180MPa，延伸率為15～28％。
文檔編號C22C23/00GK101403064SQ20081013746
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日
發(fā)明者張密林, 李茹民, 君 王, 樞 門 申請人:哈爾濱工程大學(xué)