[发明专利]高延展性稀土镁合金

说明书

技术领域

本发明属于稀土镁合金技术领域，具体涉及一种高延展性稀土镁合金。

背景技术

镁是目前可应用的结构材料中最轻的，密度为1.74g/cm³，具有阻尼性好、电磁屏蔽性好、加工性好等优点。但纯镁的机械性能较差，在实际应用中往往与一种或多种元素(如铝、锌、锰、锆、锂、银等)形成合金。稀土金属在镁中的固溶度较大，可形成很好的固溶强化和时效强化效果，和锌同时加入可形成14H或18R型长周期相，提高合金的延伸率，为镁合金的变形提供了基础条件。

现有技术中，可变形镁合金中应用最多的是AZ31B合金，其含有2.5～3.5％的Al，0.6～1.4％的Zn，0.2～1.0％的Mn和余量的Mg(GB/T5153-2003变形镁及镁合金牌号和化学成分)。但是由于AZ31合金中合金元素添加量较少，所以AZ31合金的固溶强化和时效强化效果都较弱，机械性能较低(抗拉强度约230MPa，延伸率约14％，225℃时极限拉深比(LDR)为2.04；250℃和300℃时LDR均为2.16)，耐热性能较差(使用温度低于100℃)，已经不能满足现在越来越高的性能要求。为了解决这一问题，人们在AZ31基础上适当提高铝的含量，得到了AZ61、AZ80、AZ91等镁合金牌号，提升镁合金的力学性能。除此之外，锆在镁中可以通过包晶反应成为形核质点，极大地促进形核率，使镁合金的晶粒得到极大细化，由此衍生出Mg-Zn-Zr系镁合金，如ZK60，ZK61等，这类合金具有较高的屈强比和延伸率，适于用作挤压或锻造镁合金。但是，Mg-Al-Zn-Mn系镁合金和Mg-Zn-Zr系镁合金的延展性都无法满足冲压过程的条件。

为解决这一问题，专利CN101381830A公开了一种具有高延展性的镁合金，包括设定质量比的镁和锌，23-27wt.％的锂和4-6wt.％的钇，还可能包括铝。该合金由于添加锂，使镁合金的密排六方结构(hcp)转变为体心立方结构(bcc)，从而改善镁合金的延展性和加工性。但由于镁和锂的化学活性均极高，导致该种合金的耐腐蚀性能极差，无法大规模应用，同时该种合金的成本较高，不适合3c(计算机、通信和消费)类电子消费品应用。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中镁合金的延展性无法满足冲压过程的条件，含锂镁合金又存在耐腐蚀性差、成本高的缺陷的技术问题，提供一种高延展性稀土镁合金。

本发明的高延展性稀土镁合金的组成成分及质量百分比为：

1-2wt.％的Y，0.1-2wt.％的Zn，余量为Mg。

优选的是，所述Y的质量百分比为1％。

优选的是，所述Zn的质量百分比为1％。

本发明的有益效果：

本发明通过添加稀土元素Y和金属元素Zn，能够改变镁的组织结构和相结构，在合金中生成了Mg₁₂ZnY长周期相，使稀土镁合金在保持优异的力学性能的同时具有高延展性，沿轧制方向、与轧制方向夹角45°方向和垂直于轧制方向的延伸率分别能达到22.6％、30.5％、26.9％，抗拉强度分别能达到203.2MPa、209.3MPa、208.2MPa，屈服强度分别能达到145.7MPa、141.1MPa、133.3MPa，在200℃时LDR为2.2，225℃时LDR为2.52，250℃和300℃时LDR均可达到2.6；且不含有锂金属成分，克服了现有技术中含锂镁合金易受腐蚀的缺陷；并可以轧制成0.3mm的薄板，能够在室温下进行深度冲压，从而可以大规模应用在3C电子领域。

附图说明

图1为本发明实施例1的Mg-1Zn-1Y合金轧制后经时效处理后的室温拉伸曲线；

图2为本发明实施例1的铸态Mg-1Zn-1Y合金的金相照片；

图3为本发明实施例1的Mg-1Zn-1Y合金在铸态、固溶处理态和挤压态的XRD谱图；

图4为图3Mg-1Zn-1Y合金在挤压态的XRD谱图的局部放大图；

图5为本发明实施例2的Mg-2Zn-2Y合金轧制后经时效处理后的室温拉伸曲线。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合具体实施方式对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。