[发明专利]一种高塑性镁合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高塑性镁合金及其制备方法，属于合金材料技术领域，该镁合金按质量百分比计，由如下组分组成：Sn 0.5‑2.0％，Ca 0.5‑1.0％，Zn 0.5‑0.8％，不可避免的杂质≤0.03％，余量为镁。通过限定镁合金中Sn，Zn和Ca的含量，保证该合金具有高塑性表现。同时，进一步限定了合金中杂质特别是Cu、Fe、Si的含量，这样既可以避免杂质对合金塑性的影响，又能充分降低杂质含量所带来的成本。另外，该镁合金的制备过程中严格限制镁合金熔炼、保温温度等工艺参数，使浇铸得到的镁合金材料组织均匀，宏微观缺陷少，进一步增强了合金的塑性表现。

技术领域

本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种高塑性镁合金及其制备方法。

背景技术

镁合金具有密度低、减震性强、电磁屏蔽效果优异、易回收等一系列优点，在电子、电器、汽车、交通、航空、航天等领域具有广阔的应用前景。但是，镁合金属于密排六方结构，在室温下只有1个滑移面和三个滑移系，因此它的塑性变形主要依赖于滑移与孪生的协调动作，但镁晶体中的滑移仅发生在滑移面与拉力方向倾斜的某些晶体内，因而滑移过程将会受到极大地限制，而且在这种取向下孪生很难发生，所以晶体很快就会出现脆性断裂，从而严重限制了其使用范围。影响镁合金塑性的因素多种多样，主要包括：

一、合金元素及组织形态，不同的元素对镁合金塑性的影响各不相同，这决定于合金元素的种类、性质和结构，也决定于合金中的固溶体及化合物类型。

二、材料加工状态，镁合金常用的成形技术分为铸造及压力加工两大类，不同的加工工艺有不同的特点，它们对材料的性能影响各不相同。此外，不同的铸造、挤压、轧制等成形工艺对材料的变形行为及制品的塑性也有很大的影响。

三、温度和应变速率，对变形镁合金而言，制品塑性除受合金本身性能影响外，很大程度上受变形工艺的影响。一般地，变形温度和应变速率的影响规律是：同一温度下，应变速率越大，则强度越高、塑性越低；在一定温度内，变形温度越高，则强度越低、塑性增高。

四、晶粒大小，镁合金的强度随晶粒尺寸的减小而增高，塑性也随晶粒尺寸的变小而增高。当晶粒细化到一定程度，由于晶界滑移在变形中的作用增强，多晶镁合金具备了较高的塑性变形能力。

五、镁合金的塑性变形机制，镁合金塑性变形的滑移机制：多晶镁合金在外力作用下发生塑性变形时，会沿滑移面发生滑移，滑移的本质是位错的运动。镁合金塑性变形的孪生机制：孪生的切变也是沿着特定的晶面和特定的晶体方向发生，镁的孪生面为{1012}，孪生方向为〈1011〉。镁合金塑性变形的晶界滑动机制：大尺寸晶粒塑性变形机制是镁合金中典型的滑移和孪生机制，而在含有小尺寸晶粒镁合金中，小晶粒通过晶界的滑动来协助大晶粒变形，两种机制共同作用提高了合金的变形能力。

普通镁合金板材呈现出典型的强基面织构，此时在后续塑性变形过程时基面滑移较难协调C轴方向的应变，而非基面滑移因其较高的临界剪切应力较难开启。故而，镁合金常常表现出室温下差的塑性和成型能力，严重限制了其使用范围。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种高塑性镁合金；目的之二在于提供一种高塑性镁合金的制备方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种高塑性镁合金，按质量百分比计，所述镁合金由如下组分组成：Sn 0.5-2.0％，Ca0.5-1.0％，Zn 0.5-0.8％，不可避免的杂质≤0.03％，余量为镁。

优选的，所述镁合金由如下组分组成：Sn 1.0％，Ca 1.0％，Zn 0.5％，不可避免的杂质≤0.03％，余量为镁。

优选的，所述镁合金由如下组分组成：Sn 0.7％，Ca 0.5％，Zn 0.5％，不可避免的杂质≤0.03％，余量为镁。