[发明专利]一种镁锂合金

说明书

技术领域

本发明属于镁合金技术领域，尤其涉及一种镁锂合金。

背景技术

镁锂合金是一种新型合金，其轻如塑料而坚如金属，可变形（可锻性）比其他镁合金好，而且镁锂合金具有良好的减震性能和抗高能粒子穿透能力，因此在通讯电子工业、军工和航天工业等领域具有很广阔的发展前景。

目前，镁锂合金的强度较低，且时效稳定性和耐腐蚀性差，制约了镁锂合金的发展；而针对这些缺陷，通常采用合金化法来提高合金性能。最常用的增强元素为Al、Zn以及稀土等强化元素，尽管Al是强化效果较好的元素，但是随着Al量的增加，Al与Mg反应所产生的Mg₁₇Al₁₂相数量增加；从而会大幅度降低合金的塑性，尽管随着Al量的增加可以产生时效强化特性，但更容易产生过时效现象，并随着Al量的增加，过时效出现时间提前，由于过时效产生的性能下降相对增加，从而造成镁锂合金材料的强度差、刚性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：镁锂合金材料强度差、刚性差，提供一种高强度、高刚性的镁锂合金。

一种高强度的镁锂合金，其包括如下组份及含量：8-12 wt %的Li，6-8 wt %的Al，1-3 wt %的Zn，0.01-0.2 wt %的Ca，0.01-0.2 wt %的Mn，1-2 wt %的Sc，余量为Mg；杂质元素Cu<0.01 wt %，Fe<0.005 wt %，Ni<0.005 wt %。

本发明的第二个目的是提供上述镁锂合金的制备方法。

一种镁锂合金的制备方法；包括如下步骤：

（1）称取：按照比例称取镁源、锂源、铝源、锌源、钙源、锰源、钪源；

（2）熔炼：将步骤（1）的合金原料，投入真空感应炉中，将感应炉抽至真空后充入保护气至1atm，在800-810℃下熔炼；

（3）浇铸：将步骤(2)的合金液在保护气的保护环境下浇注得到铸态镁合金；

（4）热处理：将所述铸态镁合金在300-350℃下保持21~27h 进行均匀化热处理，然后在200-300℃条件下进行挤压或轧制。

本发明提供的Mg-Li-Al-Zn体系的镁锂合金，不仅强度高，刚性高，而且稳定性好，耐腐蚀性好。

具体实施例

 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的镁锂合金，按重量百分比其组成为：：8-12 wt %的Li，6-8 wt %的Al，1-3 wt %的Zn，0.01-0.2 wt %的Ca，0.01-0.2 wt %的Mn，1-2 wt %的Sc，余量为Mg；杂质元素Cu<0.01 wt %，Fe<0.005 wt %，Ni<0.005 wt %。

更加优选的镁锂合金其组分及含量为：8-10 wt %的Li，6-8 wt %的Al，1-3 wt %的Zn，0.1-0.2 wt %的Ca，0.1-0.2 wt %的Mn，1-2 wt %的Sc，余量为Mg；杂质元素Cu<0.01 wt %，Fe<0.005 wt %，Ni<0.005 wt %。

本发明提供的镁锂合金中还含有第二稀土元素，本发明对第二稀土的种类不做特殊要求；优选地，第二稀土元素可以为钇、镧、铈、镨、钕和钷中的一种或几种。

优选地，以Sc和第二稀土元素的总质量为基准，第二稀土元素的含量为4~6 wt %；更加优选地，第二稀土元素的含量为5 wt %。

本发明提供的镁锂合金，优选地，其抗拉强度为σb=200-300MPa，屈服强度为σs=150-260MPa，延伸率为δ=17-65%，密度为1.31-1.60g/cm3。

本发明人意外发现，在制备镁锂合金的过程中，微量的Ca和Mn元素，可以与Mg和Al形成金属化合物Mg₂Ca和Al₂Ca，能够抑制强化相Mg₁₇Al₁₂的非连续沉淀，促进强化相Mg₁₇Al₁₂的连续沉淀继续进行，从而阻碍晶界滑移，提高合金的强度；同时可以减轻金属熔体和铸件热处理过程中的氧化。而Sc，能够与Al和Mg形成弥散相Al₃Sc和MgSc，通过弥散强化抑制晶界滑移，从而提高合金的强度。