專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高強(qiáng)度高塑性鎂合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度高塑性鎂合金，屬于輕金屬鎂合金材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有高比強(qiáng)、高比模、高阻尼、電磁屏蔽以及優(yōu)異的鑄造、切削加工性能，是繼鋼鐵和鋁合金之后最有發(fā)展?jié)摿Φ男滦徒Y(jié)構(gòu)材料，在航天、汽車(chē)、軍工和其他行業(yè)中備受青睞。然而，常用的鎂合金強(qiáng)度低，塑性變形能力差，在諸多方面制約著鎂合金的發(fā)展及應(yīng)用。因此，急需開(kāi)發(fā)一種新型高強(qiáng)度高塑性鎂合金。專(zhuān)利200910191457. 4公開(kāi)了一種高強(qiáng)度高塑性鎂合金，其質(zhì)量百分比為
I.3-2. 5%Mn，2-6% Gd，O. l_6%Zr，余量為Mg及不可避免的雜質(zhì)，根據(jù)所提供的實(shí)例，合金擠壓態(tài)下的平均抗拉強(qiáng)度為216MPa，延伸率為35%。專(zhuān)利200810195065. O提供了一種高塑性鎂合金及其制備方法，其質(zhì)量百分比為0.5-4% Sn,O. 1-6% Pb,O. 05-6% Zr，其余為Mg，根據(jù)所提供的實(shí)例，合金鑄態(tài)下的抗拉強(qiáng)度范圍為110-170MPa，延伸率為9_22%。這些專(zhuān)利提供了高強(qiáng)度高塑性鎂合金，然而也存在一些不足之處，首先合金中含有含量較高的價(jià)格昂貴的稀土元素，使得合金的經(jīng)濟(jì)成本明顯增加，其次就是含有對(duì)土壤有害的重金屬元素，不同程度的限制了鎂合金的發(fā)展與應(yīng)用。綜上所述，現(xiàn)在開(kāi)發(fā)出來(lái)的高塑性鎂合金存在成本高，成型苛刻，或者是含有對(duì)土壤有害的重金屬元素Pb等元素，使得鎂合金的應(yīng)用受到了不同程度的限制。因此，探索和開(kāi)發(fā)一種具有經(jīng)濟(jì)效益的高強(qiáng)度高塑性鎂合金，能夠進(jìn)一步適應(yīng)市場(chǎng)需求，并在很大程度上擴(kuò)展鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域，具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有高塑性鎂合金的不足之處，提供一種簡(jiǎn)單可靠，易于推廣的低成本、高強(qiáng)度高塑性的鎂合金，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種具有室溫高強(qiáng)度高塑性鎂合金，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為2— 8%Sn，0— 6%A1，0— 6%Zn，0. 1—0. 8%Sb，余量為Mg及不可避免的雜質(zhì)。所述的高強(qiáng)度高塑性的鎂合金由鎂錠、錫錠、鋁錠、鋅錠和銻錠熔煉而成，不排除加入少量的Mn、Si、RE等元素。本發(fā)明優(yōu)選配方質(zhì)量百分比為3— 5%Sn，3— 6%A1，3— 5%Zn，0. 4%Sb，余量為Mg及不可避免的雜質(zhì)。其中Sn與Sb在高溫下熔于Mg形成彌散相強(qiáng)化基體與晶界，Al與Zn進(jìn)一步改善合金的力學(xué)性能。本發(fā)明所添加的合金元素成本低，強(qiáng)度塑性高。本發(fā)明高強(qiáng)度高塑性鎂合金的制備實(shí)施方法包括如下步驟。I) 將鎂錠、錫錠、鋁錠、鋅錠和銻錠按照目標(biāo)合金中的組分含量百分比進(jìn)行配料，熔煉前放入120°C左右的烘干箱中預(yù)熱。2)將干鍋加熱至760°C左右，放入步驟I)中預(yù)熱的鎂錠，并通入CO2和SF6混合氣體保護(hù)。CO2和SF6的體積比為98 :2。
3) 待至鎂錠溶化后，將溫度調(diào)至720°C左右，保溫5分鐘后放入錫錠和銻錠，大約3分鐘后再放入招錠或者鋅錠。4) 保溫15分鐘左右，保證加入的合金元素充分熔化，撇去熔體表面浮渣，再充分機(jī)械攪拌2分鐘左右，以保證合金液體均勻混合。5) 攪拌后高溫靜置15分鐘，再次撇去熔體表面浮渣，然后直接澆注到預(yù)熱至250°C左右的金屬模具中成型，得到目標(biāo)合金。本發(fā)明與目前現(xiàn)有技術(shù)相比有一下優(yōu)點(diǎn)與有益效果。I、本發(fā)明的鎂合金鑄造工藝簡(jiǎn)單，只需普通重力鑄造即可直接使用。2、本發(fā)明的鎂合金具有高強(qiáng)度高塑性，不含貴金屬元素及昂貴的稀土元素，也不含有毒性的元素Pb，僅用廉價(jià)的Sn、Al、Zn和Sb元素，成本經(jīng)濟(jì)底，易于推廣使用。3、本發(fā)明的鎂合金在鑄態(tài)下，抗拉強(qiáng)度可達(dá)250MPa，延伸率可達(dá)21%，不需要熱處理，可直接使用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)行進(jìn)一步的描述，以下實(shí)例中給出質(zhì)量百分含量的范圍，表示原料可在此范圍內(nèi)任意取量，每個(gè)實(shí)例都可形成多種用量關(guān)系，具體情況見(jiàn)表I。實(shí)施例類(lèi)一一種Mg-Sn-Al-Sb高強(qiáng)度高塑性鎂合金，其質(zhì)量百分比為3%Sn，3-5%Al，0. 4%Sb，余量為Mg及不可避免的雜質(zhì)。合金的鑄態(tài)抗拉強(qiáng)度可達(dá)215-220MPa，延伸率可達(dá)16-18%?！?shí)施例類(lèi)二 一種Mg-Sn-Zn-Sb高強(qiáng)度高塑性鎂合金，其質(zhì)量百分比為3_5%Sn，3-5%Zn，O. 4%Sb，余量為Mg及不可避免的雜質(zhì)。合金的鑄態(tài)抗拉強(qiáng)度可達(dá)215_240MPa，延伸率可達(dá)16-18%。 實(shí)施例類(lèi)三一種Mg-Sn-Al-Zn-Sb高強(qiáng)度高塑性鎂合金，其質(zhì)量百分比為3-5%Sn，I. 5-3%Al，I. 5_3%Zn，0. 4%Sb，余量為Mg及不可避免的雜質(zhì)。合金的鑄態(tài)抗拉強(qiáng)度可達(dá)220-250MPa，延伸率可達(dá)18_21%。下表為不同成分鎂合金的塑韌性指標(biāo)參數(shù)，其中對(duì)比合金為現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品，實(shí)施例中的合金為本發(fā)明技術(shù)產(chǎn)品。表I對(duì)比例和實(shí)施例的室溫力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度高塑性鎂合金，其特征在于，該合金的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為2—8%Sn, O— 6%A1,0— 6%Zn, O. 1—0. 8%Sb，余量為Mg及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高強(qiáng)度高塑性鎂合金，其特征在于，所述的鎂合金所含有的Al和Zn的總量范圍為3-6%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I和2所述的高強(qiáng)度高塑性鎂合金，其特征在于，優(yōu)選配方質(zhì)量百分比為3 — 5%Sn，3—6%A1,3—5%Zn, O. 4%Sb，余量為Mg及不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種具有室溫高強(qiáng)度高塑性鎂合金，涉及金屬材料領(lǐng)域。該合金的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為2—8%Sn，0—6%Al，0—6%Zn，0.1—0.8%Sb，余量為Mg及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明以相對(duì)低廉的金屬元素Sn、Zn、Al和Sb進(jìn)行合金化，通過(guò)向Mg熔體中加入Sn與Sb，低溫時(shí)可形成彌散相強(qiáng)化基體與晶界，并利用Al和Zn元素強(qiáng)化和改善鎂合金的強(qiáng)度及塑性。本發(fā)明的鎂合金鑄態(tài)下抗拉強(qiáng)度可達(dá)215-250MPa，延伸率可達(dá)16-21%。
文檔編號(hào)C22C23/00GK102925776SQ20121048621
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者陳云貴, 唐涌清, 肖素芬 申請(qǐng)人:四川大學(xué)