一種鎂鋰合金電化學(xué)性能的控制方法以及鎂鋰合金的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鎂鋰合金電化學(xué)性能的控制方法以及鎂鋰合金，屬于鎂鋰合金制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]Mg-Li合金屬于超輕金屬材料，其密度只有鋁合金的1/2，是傳統(tǒng)鎂合金的3/4，Mg-Li合金具有密度低、比強(qiáng)度、比剛度、比彈性模量高等特色，且具有很好的鑄造性能和切削加工性能。因而其壓鑄件被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造、航空航天、通訊、光學(xué)儀器和計(jì)算機(jī)制造業(yè)。
[0003]近年來(lái)，Mg-Li合金在大型、薄型的乘用車(chē)以及船舶中得到了廣泛應(yīng)用，其特別適合用于制造大型、薄型乘用車(chē)的箱體、框架、壁架、車(chē)身以及船舶的船體。然而，在乘用車(chē)以及船舶的實(shí)際使用中，人們發(fā)現(xiàn):由于車(chē)身、船體以及其他關(guān)鍵零部件常常暴露于Na+和Cl—存在的惡劣環(huán)境中，車(chē)身、船體以及其他關(guān)鍵部件常常受到腐蝕，破壞了乘用車(chē)以及船體的美觀性，并嚴(yán)重降低了乘用車(chē)以及船體的整體使用壽命。
[0004]綜上所述，如何提高M(jìn)g-Li合金的抗腐蝕性能是現(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中鑄態(tài)鎂鋰合金抗腐蝕性能較差的技術(shù)缺陷，從而提供一種能夠提高鎂鋰合金的包括抗腐蝕性能在內(nèi)的電化學(xué)性能的控制方法。
[0006]本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中鑄態(tài)鎂鋰合金抗腐蝕性能較差的技術(shù)缺陷，從而提供一種具有較高的抗腐蝕性能的鎂鋰合金。
[0007]為此，本發(fā)明提供一種鎂鋰合金電化學(xué)性能的控制方法，對(duì)鑄態(tài)鎂鋰合金坯料進(jìn)行擠壓操作，所述擠壓操作包括如下步驟:(I)將鎂鋰合金坯料加熱至300°c -350°c; (2)將擠壓模具加熱至420°C -460°C ； (3)將包圍在擠壓模具外圍的擠壓筒加熱至300°C -400°C ；
(4)采用上述溫度的擠壓模具、擠壓筒對(duì)上述溫度的鎂鋰合金坯料進(jìn)行擠壓以形成具有一定截面尺寸的鎂鋰合金型材；(5)將鎂鋰合金型材保溫60-100min。
[0008]所述步驟(4)中，鎂鋰合金坯料的擠壓比為13:1-16:1。
[0009]所述步驟(I)中，鎂鋰合金坯料包括如下質(zhì)量百分比的組分:L1:0-20%，A1:0.8% -1.5% ,Pb:0.6% -1.6%，Μη:0.6% -1.6%，余量為 Mg 和雜質(zhì)。
[0010]所述鎂鋰合金坯料為Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金坯料、Mg-5L1-Al-Pb_Mn合金坯料、Mg-3L1-Al-Pb_Mn合金還料、Mg-L1-Al-Pb-Mn合金還料中的一種。
[0011]所述步驟(3)中，擠壓筒的溫度為310 °C、330 °C、350 °C、370 °C中的一種。
[0012]所述步驟(3)中，將鎂鋰合金坯料擠壓成板材。
[0013]所述步驟(3)中，將鎂鋰合坯料擠壓成截面積為10-20mm的板材。
[0014]本發(fā)明還提供一種鎂鋰合金，該種鎂鋰合金采用上述任一項(xiàng)所述的擠壓方法控制其電化學(xué)性能。
[0015]所述鎂鋰合金在0.7mol/L-1.0mol/L NaCl溶液中的腐蝕電位范圍為-1.8V至-1.4V，和/或所述鎂鋰合金在0.7mol/L-l.0moI/L NaCl溶液中的開(kāi)路電位范圍為-1.8V至-1.5Vo
[0016]所述鎂鋰合金在0.7mol/L-l.0moI/L NaCl溶液中的恒電流氧化電位范圍-1.6V至0V，和/或所述鎂鋰合金在0.7mol/L-l.0moI/L NaCl溶液中的電化學(xué)阻抗范圍30-160 Ω.cm2。
[0017]本發(fā)明提供的鎂鋰合金的擠壓方法以及鎂鋰合金具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0018]1.本發(fā)明提供的鎂鋰合金電化學(xué)性能的控制方法，突破了傳統(tǒng)的單純使用鑄態(tài)鎂鋰合金的思路，對(duì)鑄態(tài)鎂鋰合金坯料進(jìn)行擠壓操作，通過(guò)控制合金坯料的溫度、擠壓筒的溫度、擠壓模具的溫度、保溫時(shí)間等因素，使得擠壓后的鎂鋰合金在0.7mol/L-l.0mol/LNaCl溶液中的腐蝕電位達(dá)到-1.8V至-1.4V、開(kāi)路電位達(dá)到-1.8V至-1.5V、恒電流氧化電位達(dá)到-1.6V至0V、電化學(xué)阻抗達(dá)到30-160 Ω.cm2，相比于純鑄態(tài)的鎂鋰合金，電化學(xué)性能得到大幅度提升。
[0019]2.本發(fā)明的鎂鋰合金的擠壓方法，由恒電流氧化曲線可以看出，隨著氧化電流的增加相應(yīng)的電位正移，電流密度為1mA.CnT2時(shí)，各種成分的合金放電平穩(wěn)，隨著放電電流的增加，計(jì)時(shí)電位曲線出現(xiàn)比較劇烈的上下波動(dòng)。比較相同成分的鑄態(tài)合金和擠壓合金的放電性能，放電電流為20mA時(shí)，擠壓筒溫度為370 °C擠壓的Mg-8L1-Al-Pb_Mn合金的電位為最負(fù)，為-1.1V，比鑄態(tài)合金正移0.3V，其他溫度擠壓筒的擠壓態(tài)合金恒電流氧化的電位均比鑄態(tài)的發(fā)生正移。
[0020]3.本發(fā)明的鎂鋰合金的擠壓方法，從合金恒電流氧化后的交流阻抗圖可以看出，310°C和330°C擠壓后的Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金的電阻分別為150 Ω和125 Ω，而鑄態(tài)的Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金的電阻為110 Ω。擠壓態(tài)的合金放電后的電阻均大于相應(yīng)的鑄態(tài)合金的電阻。
[0021]4.本發(fā)明鎂鋰合金的擠壓方法，將所述步驟(3)中，將鎂鋰合金坯料擠壓成板材，便于加工，并且可以保證鎂鋰合金相對(duì)均勻的電化學(xué)性能。
[0022]5.本發(fā)明的鎂鋰合金的擠壓方法，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在Na+和Cl-存在的環(huán)境中，隨著Li含量的增加，擠壓筒溫度為310°C擠壓后的Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金有著更好的性能，因此更適用于乘用車(chē)車(chē)身及新能源車(chē)輛其他關(guān)鍵零部件的制造，以及海洋的船舶的制造。
[0023]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中，如不進(jìn)行特殊說(shuō)明，擠壓比均是指鎂鋰合金坯料擠壓前后的橫截面積之比。
[0024]本發(fā)明中，Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金還料是指Mg、L1、Al、Pb、Mn的摩爾比為1:8:1:1:1的合金還料；Mg-5L1-Al-Pb_Mn合金還料是指Mg、L1、Al、Pb、Mn的摩爾比為1:5:1:1:1的合金還料；Mg-3L1-Al-Pb_Mn合金還料是指Mg、L1、Al、Pb、Mn的摩爾比為1:3:1:1:1的合金還料;Mg-L1-A1-Pb-Mn合金還料是指Mg、L1、Al、Pb、Mn的摩爾比為1:1:1:1:1的合金還料。
[0025]在本發(fā)明中，步驟(1)、(2)、(3)、(4)并不代表從前向后的先后順序，而只是為了敘述方便進(jìn)行的表達(dá)。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是利用實(shí)施例1、2、3、4所述的擠壓方法擠壓后Mg-8L1-Al-Pb_Mn合金的穩(wěn)態(tài)極化曲線圖；
[0027]圖2是利用實(shí)施例1、2、3、4所述的擠壓方法擠壓后Mg-8L1-Al-Pb_Mn合金的開(kāi)路電位隨時(shí)間的變化曲線圖；
[0028]圖3是利用實(shí)施例1所述的擠壓方法擠壓后Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金的計(jì)時(shí)電位曲線圖；
[0029]圖4是利用實(shí)施例2所述的擠壓方法擠壓后Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金的計(jì)時(shí)電位曲線圖；
[0030]圖5是利用實(shí)施例3所述的擠壓方法擠壓后Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金的計(jì)時(shí)電位曲線圖；
[0031]圖6是利用實(shí)施例4所述的擠壓方法擠壓后Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金的計(jì)時(shí)電位曲線圖；
[0032]圖7是利用實(shí)施例1、2、3、4所述的擠壓方法擠壓后Mg-8L1-Al-Pb_Mn合金的交流阻抗圖；
[0033]圖8為利用實(shí)施例5、6、7所述的擠壓方法擠壓得到的三種擠壓態(tài)合金的穩(wěn)態(tài)極化曲線圖；
[0034]圖9為利用實(shí)施例5、6、7所述的擠壓方法擠壓得到的三種擠壓態(tài)合金的開(kāi)路電位隨時(shí)間的變化曲線圖；
[0035]圖10為利用實(shí)施例5、6、7所述的擠壓方法擠壓得到的三種擠壓態(tài)合金的交流阻抗圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的鎂鋰合金的擠壓方法，以及利用本發(fā)明的鎂鋰合金的擠壓方法擠壓后的鎂鋰合金的電化學(xué)性能進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0037]實(shí)施例1
[0038]本實(shí)施例提供一種鎂鋰合金的擠壓方法，包括如下步驟:
[0039]A.將 Mg-8L1-Al-Pb-Mn 合金坯料加熱到 320°C保溫 1.5h ；
[0040]B.將擠壓模具加熱至450°C ；
[0041]C.將包圍模具的擠壓筒溫度加熱至310°C ；
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