[发明专利]一种适用于挤压的镁-锡-锌-铝变形镁合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属材料，特别涉及一种适用于挤压的镁-锡-锌-铝变形镁合金。

背景技术

镁合金具有高的比强度和比刚度，出色的尺寸稳定性和阻尼减震性，高回收能力等，使其被誉为“21世纪绿色工程金属结构材料”。近年来，能源资源日趋紧张，推进汽车轻量化，降低车身质量可以有效的降低能耗，减少污染，镁合金作为轻量化金属结构材料在汽车制造业中具有广阔的应用前景，人们也逐步认识到镁合金在交通、家电等领域中的应用。

全世界每年生产镁材约为30万吨，其中压铸材料占90％，变形材料仅占0.5％，用量甚微。相比于铸造镁合金，变形镁合金具有更佳的力学性能及可后续热处理，满足更多样化的结构件需求。研究发现，限制镁合金挤压工艺的主要因素是挤压速度低，如AZ80，ZK60仅能在0.5‐2.5m/min范围内挤压，远低于铝合金，限制了其在工业上的应用。相比于传统的AZ，ZK系镁合金(如AZ31,AZ91,AM60,ZK61)，Mg‐Sn基合金通常有更高的初期熔化温度及高熔点Mg₂Sn金属间相阻止热脆的发生，因而具有在高速下挤压的潜力，且其性能主要由沉淀析出过程所控制，弥散分布在晶内Mg₂Sn沉淀相粒子将改善其基体高温性能，因而被认为是一种新型低成本、高强度的耐热变形镁合金。然而，由于Sn在Mg中的扩散速度慢，以至于到达时效峰值的时间比较长，不利于工业生产。此外，对于Mg‐Sn二元合金，片条状的Mg₂Sn相在惯习面为Mg基体的基面上析出，不能有效阻碍位错在基面的滑移，因此对强度的提高有限；且Sn含量过高导致Mg₂Sn相粗大，使得力学性能下降，有研究表明Sn含量为3～5％时，力学性能较好。

发明内容

本发明提供了一种适用于挤压的镁-锡-锌-铝变形镁合金，该合金中添加Zn、Al元素，对Mg-Sn镁合金进行变质处理，能够细化晶粒，改善合金组织，同时提高了其抗拉强度和延伸率，有利于后期的加工成形。所述合金的制备方法简单，设备成本较低、容易实施。

本发明的技术方案是：镁-锡-锌-铝系镁合金，该合金各组份的重量百分含量为

Sn含量为3～5％；

Al含量为1％；

Zn含量为0.5～2.0％；

不可避免的杂质含量≤0.10％；

余量为Mg。

上述合金较好的技术方案是，所述变形镁合金各组分的重量百分比为：

Sn含量为3％；

Al含量为1％；

Zn含量为0.5～2.0％；

不可避免的杂质含量≤0.10％；

余量为Mg。

上述合金进一步的技术方案是，该变形镁合金各组分的重量百分比为：

Sn含量为3％；

Al含量为1％；

Zn含量为2.0％；

不可避免的杂质含量≤0.10％；

余量为Mg。

上述镁-锡-锌-铝系镁合金中不可避免的杂质为Fe，Si，Cr，其各组分的重量百分比为：Fe＜0.028％，Si＜0.030％，Cr＜0.018％。

上述镁合金的制备方法有以下步骤：

1)按上述取各组份原料，放入真空电磁感应炉中，在氩气保护气氛情况下进行熔炼，温度为740～750℃；

2)合金全部熔化后，在720℃左右保温5min，使合金更加均匀化；

3)取出盛有合金溶液的钢坩埚，放入盐水中快冷约1分钟，得到镁-锡-锌-铝Ф85mm的实心合金铸锭锭子；