[发明专利]含锡镁合金及其制备和加工方法

说明书

本发明涉及一种含锡镁合金及其制备和加工方法，属于工业用镁合金范畴。该含锡镁合金，按照质量百分比计，其组成为：Sn：5～12％，Al：0.5～3.5％，Zn：0.3～1.5％，Ti：0.3～2.5％，Cu：0.3～3.2％，其余为Mg。通过备料、原料预热、合金熔炼、浇铸、均匀化处理、后续再变形、时效处理和空冷等步骤制备加工得到。本发明的含锡镁合金具有高温稳定性及较高淬透能力，同时成本低。另外，该合金的导热能力较好，改善了传统耐热镁合金导热性能较差的缺点，进一步扩大了镁合金的应用领域。

技术领域

本发明涉及一种含锡镁合金及其制备和加工方法，属于工业用镁合金范畴。

背景技术

镁合金是一种高比强度、高比刚度材料，目前关于镁合金的研究主要集中在其结构特性上，有望取代部分铝合金进行应用。随着航空航天武器装备的不断发展，对结构功能一体化材料的需求不断增加，轻质高强镁合金逐步得到采用，虽然镁合金具有众多优点，但是其耐热性能较差是限制其进一步应用的重要因素之一，因此，如何提高合金耐热特性是镁合金开发的重要关注点。根据报道可知，提高镁合金耐热性主要是通过两个方面实现，一方面是在镁合金表明增加屏蔽层，典型的有微弧氧化法或者等离子镀法，其实质是阻隔热量与合金，进而提高合金的耐热性能，这些方法的最大缺点在于过分依赖合金表面的膜结构，一旦膜结构发生破裂，就无法实现保护功能，具有一定的局限性；另一方面，就是通过合金化的方法，在合金中添加一定比例的特定元素，形成具有高温稳定特性的强化相，进而提高镁合金的耐热性能，合金化后的镁合金由于本身就具有耐热特征，因此应用起来更加便捷，所以该方向是研究耐热镁合金的主流趋势，然而如何选择合适的合金化元素，是目前的主要难点。典型的具有提高耐热性能的合金化元素包括碱土元素和稀土元素，碱土元素的添加一般针对AZ合金，属于较为便宜的廉价金属，一般添加量很有限，仅适用于车企等对成本要求非常严格的行业，这类合金进一步扩大应用的可能性很低，主要原因就是形成的强化相较为硬脆，不能发挥热处理强化的效果。稀土元素被认为是目前最具潜力的一类合金化元素，典型的包括Gd、Y等具有热处理强化能力的高固溶度元素，以及La、Ce等具有低固溶度但可形成高温稳定相的元素，目前国内外已经开发了数十个关于稀土镁合金的牌号，其应用的范围广度也是其他种类镁合金所不能比拟的，然而，稀土的稀缺特性直接导致合金成本的大幅度提高，能够规模化使用的领域也仅限于国防，大规模多数量的推广应用还不现实。因此，针对上述现象，急需要开发一种成本相对较低，同时具有优良耐热特性的镁合金。

发明内容

本发明的主要目的是研制开发一种含锡镁合金，该含锡镁合金成本较低，同时具有优良的耐热特性。本发明利用锡在镁中具有高固溶度的特点，同时可以形成具有热温稳定性高的强化相，在成本相对可控的前提下，最终实现合金高强耐热的结构特性。

一种含锡镁合金，按照质量百分比计，其具体成分组成为：Sn：5～12％，Al： 0.5～3.5％，Zn：0.3～1.5％，Ti：0.3～2.5％，Cu：0.3～3.2％，其余为Mg。合金元素均按照质量百分比进行添加。

含锡镁合金中，Sn的含量优选为5～10％，更优选为6～9％，最优选为7～9％； Al的含量优选为1.0～3.0％，更优选为1.0～2.5％，最优选为1.5～2.0％；Zn的含量优选为0.5～1.5％，更优选为1.0～1.5％；Ti的含量优选为0.5～2.0％，更优选为0.5～1.5％，最优选为0.5～1.0％；Cu的含量优选为0.3～3.0％，更优选为0.3～2.0％，最优选为 0.5～1.5％。

优选的，含锡镁合金中，Sn为5～10％，Al为1.0～3.0％，Zn为0.5～1.5％，Ti 为0.5～2.0％，Cu为0.3～3.0％，其余为Mg。

更优选的，含锡镁合金中，Sn为6～9％，Al为1.0～2.5％，Zn为1.0～1.5％，Ti 为0.5～1.5％，Cu为0.3～2.0％，其余为Mg。