[发明专利]用于高速挤压的变形镁合金的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变形镁合金的制造方法，尤其涉及一种用于高速挤压的变形镁合金的制造方法。

背景技术

所谓镁合金，是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小(1.8g/cm3左右)，比强度高，弹性模量大，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。

目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。按成型方法分为变形镁合金和铸造镁合金两类。

镁合金在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。因此，镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的。

镁合金的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。另外，由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。

虽然镁合金的导热系数不及铝合金，但是，比塑料高出数十倍，因此，镁合金用于电器产品上，可有效地将内部的热散发到外面。

镁合金的电磁波屏蔽性能比在塑料上电镀屏蔽膜的效果好，因此，使用镁合金可省去电磁波屏蔽膜的电镀工序。

在弹性范围内，镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量比铝合金件大一半，所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。

镁合金熔点比铝合金熔点低，压铸成型性能好。镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当，一般可达250MPA，最高可达600多Mpa。

镁合金还个有良好的耐腐蚀性能，电磁屏蔽性能，防辐射性能，可做到100％回收再利用。

随着市场对镁产品需求应用领域的不断拓宽，从航空、航天、汽车零部件、钢铁脱硫、合金压铸件、3C产品的广泛应用，到民用产品的不断研发，以及镁合金技术的进一步研究，镁产品的发展愈来愈显现出它独特的不可替代的优点。

Mg-Al-Zn系合金是常用的变形镁合金，其具有良好的可挤压性能和综合力学性能。然而随着挤压速度的增加，挤压过程中产生的温升也升高，从而使得在模具出口处的温度急剧上升，这样会造成挤压成品的晶粒显著增大，从而导致挤压成品的力学性能显著下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高速挤压的变形镁合金的制造方法，通过本发明的方法制造的变形镁合金可用于进行高速的挤压生产，挤压速度能够达到20m/min，从而能够有效地降低生产成本，并且挤压成品的晶粒细小，具有较高的综合力学性能。

本发明提供了一种用于高速挤压的变形镁合金的制造方法，其中，步骤包括：步骤一，将镁合金熔炉加热至550～600℃，加入占总合金质量百分比为75～77％的纯镁锭、5～7％的纯铝锭以及2～3％的纯锌锭；步骤二，待纯镁锭、纯铝锭和纯锌锭完全熔化后，加入预热至250～260℃的占总合金质量百分比为7～9％的纯锰、3～4％的纯锂以及1～3％的纯锆；步骤三，待通过上述步骤一和步骤二形成的镁合金全部熔化后，将镁合金熔液温度升至680℃～700℃，搅拌8～10分钟后，通过超声波发生器把超声波加入到镁合金熔液中20～25分钟，其中，超声波发生器的功率为400～500瓦，频率为20～23KHz；步骤四，将镁合金熔液的温度升至740℃，向镁合金熔液中撒入重量为镁合金的2-3％的镁合金精炼剂，同时上下搅动10～15分钟，最后将镁合金熔液浇铸成铸锭。

通过上述步骤制造的镁合金通过一定的工艺过程配比适当比例的镁、铝、锌、锰、锂以及锆元素，并且经过超声晶粒细化，从而具有良好的挤压特性，在确保良好机械加工性能的前提下，能够实现20m/min的挤压速度。

本发明的用于高速挤压的变形镁合金的制造方法的步骤一中，所述纯镁锭、纯铝锭、纯锌锭占总合金质量百分比分别为76％、5％和3％。

本发明的用于高速挤压的变形镁合金的制造方法的步骤二中，所述纯锰、纯锂以及纯锆占总合金质量百分比分别为9％、4％和3％。

本发明的用于高速挤压的变形镁合金的制造方法的步骤三中，所述超声波发生器的功率为470瓦，频率为22KHz。

本发明的用于高速挤压的变形镁合金的制造方法中，所述步骤四之后进一步包括，将铸锭在450至500摄氏度之间回火2至3小时，再冷却至350至400摄氏度时挤压。