[发明专利]一种多元耐热镁合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多元耐热镁合金及其制备方法。该多元耐热镁合金由以下重量百分比的组分组成：Sm 5.5％‑6.5％，Sn 3.5％‑5％，Zn 2.5％‑4％，V 0.5％‑1.0％，余量为Mg和不可避免的杂质。本发明提供的多元耐热镁合金中，Sm赋予合金良好的时效析出强化和固溶强化效果；Sn在镁合金中能够形成高熔点的Mg₂Sn金属间化合物，具有弥散强化效果；Zn能够改善表面膜的性能；V的加入能够使得镁合金的显微组织得到明显细化，能够起到细晶强化的效果；以上各合金元素在上述配比内，相互支持、协同作用，显著提高了镁合金的室温和高温力学性能，改善了镁合金的塑性，拓宽了镁合金的应用范围。

技术领域

本发明属于镁合金领域，具体涉及一种多元耐热镁合金及其制备方法。

背景技术

镁合金密度小、比强度和比刚度高，在导热和导电、阻尼减震和电磁屏蔽、产品尺寸稳定性等方面性能优良，并且易加工成型及回收，目前在汽车、电子及航空航天等领域的应用日益增多，被誉为“21世纪绿色工程金属”。目前商用镁合金基本上可分为铸造镁合金和变形镁合金两大类。

在铸造镁合金中，AZ系由于具有低廉的价格和良好的铸造工艺而应用最为广泛，主要有AZ91系列和AM60/50系列，但是这两种合金的耐热性能都较差，当环境温度超过120℃后，镁合金的强度会陡然下降，限制了其在许多工业设备和产品上的应用。开发在高温环境下具有良好力学性能的耐热镁合金，对于扩大镁合金的应用范围和领域具有重要意义。

授权公告号为CN101871068B的专利公开了一种含锡和铝的高强度高塑性镁合金及其制备方法，该镁合金由以下重量百分比的组分组成：Sn 4-6％，Al3-5％，剩余为Mg和不可避免的杂质。该镁合金虽具有一定的强度和塑性，但室温和高温力学性能较差，在实际应用时受限较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多元耐热镁合金，从而解决现有镁合金的室温和高温力学性能较差的问题。

本发明的第二个目的在于提供上述多元耐热镁合金的制备方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种多元耐热镁合金，由以下重量百分比的组分组成：Sm 5.5％-6.5％，Sn3.5％-5％，Zn 2.5％-4％，V 0.5％-1.0％，余量为Mg和不可避免的杂质。

本发明提供的多元耐热镁合金，由Sm、Sn、Zn、V、Mg按一定配比组成，稀土元素Sm在镁合金中的固溶度较大，同时可以在镁合金中形成高熔点的金属间化合物，赋予合金良好的时效析出强化和固溶强化效果；Sn在镁合金中能够形成高熔点的Mg₂Sn金属间化合物，具有弥散强化效果，并能够与稀土元素Sm协同，使合金元素的固溶强化和析出强化效果更加突出；Zn能够改善表面膜的性能并提高有害杂质Fe、Ni、Cu等在合金中的允许浓度，有利于镁合金塑性和室温强度的提升；V在镁中的溶解度极小，钒的加入能够使得镁合金的显微组织得到明显细化，起到细晶强化的效果；以上各合金元素在上述配比内，相互支持、协同作用，显著提高了镁合金的室温和高温力学性能，改善了镁合金的塑性，拓宽了镁合金的应用范围。

本发明的多元耐热镁合金的制备方法所采用的技术方案是：

一种多元耐热镁合金的制备方法，包括以下步骤：

1)将镁合金原料熔炼后，浇注成型，得到铸态合金；

2)将铸态合金依次进行固溶处理和时效处理，即得。

步骤1)中，所述镁合金原料为金属镁、金属锌、金属锡、Mg-Sm中间合金和Mg-V中间合金。熔炼前，将镁合金原料进行预热。优选的，所述预热是在200-220℃保温2-3h。