[发明专利]一种导热镁合金和其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导热镁合金和其制备方法，属于金属材料领域。

背景技术

航空航天中的电源、电子器件的散热系统结构材料，既要求优良的导热性能，同时还必须具有密度小、强度高。因此，高强度、高导热镁合金具有重要的应用背景。

纯镁的导热系数为1.55W.(m.K)^-1，强度大约为10MPa左右；合金化后，强度大幅度提高，导热系数显著降低。例如根据美国镁及合金手册(ASM Specialty Handbook：Magnesium and magnesiumAlloys)，含铝、锌的镁合金AZ81，其抗拉强度为275Mpa、20℃时的导热系数为51.1W.(m.K)^-1：稀土镁合金WE43，其强度为250Mpa、20℃时的导热系数为51.3W.(m.K)^-1；含锌、稀土的镁合金ZE41，其抗拉强度为205Mpa、20℃时的导热系数为123.1W.(m.K)^-1；含锌、铜的镁合金ZC63，其抗拉强度为210Mpa、20℃时的导热系数为122W.(m.K)^-1；含银、稀土的镁合金QE22，其抗拉强度为260Mpa、20℃时的导热系数为113W.(m.K)^-1。

目前已有的镁合金，导热率高的比如ZE41、QE22，其强度都小于265Mpa；而强度较高的比如AZ81、WE43，其导热率都小于55W.(m.K)^-1。

发明内容

本发明的目的是提供一种导热率和强度都比较高的镁合金，该镁合金材料在20℃条件下，导热率大于120W.(m.K)^-1，抗拉强度大于340Mpa、屈服强度大于310Mpa。可以用作航空航天中的电源、电子器件的散热系统结构材料。

本发明的另一个目的是提供一种导热率和强度都比较高的镁合金的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种导热镁合金，该镁合金的成分含量为：Zn的含量为2.5～11wt％，Zr的含量为0.15～1.5wt％，Ag的含量为0.1～2.5wt％，Ce的含量为0.3～3.5wt％，Nd的含量为0～1.5wt％，La的含量为0～2.5wt％，Pr的含量为0～0.5wt％，其中，Nd、La、Pr同时都不等于0，或者Nd、La、Pr同时都为0(即同时含Nd、La、Pr中的3种，或者不含Nd、La和Pr 3种)，其余为Mg。

由于，在制备镁合金的过程中，镁合金中的成份Ce是以纯Ce锭或富铈混合稀土锭方式加入的，在所加入的富铈混合稀土中，Ce的含量在40重量％以上，其余是Nd、La和Pr稀土元素。因此，镁合金的成份Ce在以纯富铈混合稀土锭方式加入时，镁合金的成份中含Ce的同时又都含有Nd、La和Pr 3种，即技术方案中的Nd、La、Pr同时都不等于0；镁合金中的成份Ce在以纯Ce锭方式加入时，镁合金的成份中只含Ce，不含有Nd、La和Pr 3种，即技术方案中的Nd、La、Pr同时都为0。

在本发明的导热镁合金中，所述的Zn的含量优选为3.5～6.5wt％。

在本发明的导热镁合金中，所述的Zr的含量优选为0.45～1.0wt％。

在本发明的导热镁合金中，所述的Ag的含量优选为0.5～1.5wt％。

在本发明的导热镁合金中，所述的Ce的含量优选为1.5～3.0wt％。

在本发明的导热镁合金中，所述的Nd、La和Pr的总含量优选为0～3.5wt％。

一种制备本发明的导热镁合金的方法，该方法包括下述步骤：

(1)、以纯镁锭、纯Zn锭、Mg-Zr中间合金、纯Ag锭或者Mg-Ag中间合金、以及纯Ce锭或富铈混合稀土锭、或者Ce或富铈混合稀土与镁的中间合金为原料，按上述的镁合金的成分的重量百分比进行备料；其中，富铈混合稀土为Ce的含量在40重量％以上，其余是Nd、La和Pr稀土元素，Nd、La和Pr在富铈混合稀土中的含量不是固定的，不同生产厂家以及同一个生产厂家不同时间生产的富铈混合稀土，其中Nd、La和Pr的含量可能也不相同，但是基本上都在一个范围之内，Nd的含量为10～20wt％，La的含量为20～35wt％，Pr的含量为3～10wt％；