[发明专利]一种高塑性耐热镁合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高塑性耐热镁合金及其制备方法，属于合金材料领域。本发明所述的高塑性耐热镁合金，由以下质量百分比的组分组成：5.0～6%Sn，3～3.5%Ag，2.0～2.5%Zn，0.5～1.0%Sb，0.5～1.0%Ca和1.0～1.5%Al，余量为Mg及不可避免的杂质。本发明通过联合加入Sn、Ag、Zn和Sb、Ca、Al元素，主要生成Mg₂Sn、Mg₄Ag、MgZn₂高温强化相，利用多组元合金化的方法，在提高合金强度的同时，合金的塑性也得到明显改善。与现有的耐热镁合金相比，本合金具有良好的强度和塑性，且生产成本较低，效率高，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于合金材料领域，具体地，涉及一种高塑性耐热镁合金及其制备方法。

背景技术

镁合金是目前工业上实际应用中最轻的金属结构材料，具有小的比重(1.75-1.85g/cm³，约为铝的60％，钢的20％)，并且具有比刚度高、阻尼减震性好、易于切学加工、冲击吸收功大、易于铸造成形，以及易于回收等优点，被公认为是一种有效减重、有效节能、有利于可持续发展的理想结构材料。现已在汽车、航空航天、电子、武器装备等领域有较广泛的应用，因此，近年来镁合金作为结构材料的应用迅速发展。虽然镁合金材料具备这些优点，但是现阶段镁合金材料的应用还比较有限，镁合金的应用受到明显的制约，镁合金的强度和苏韧性不高，耐热性能较差，限制了其应用范围。因此，提高镁合金的强度和耐热性，提高镁合金的综合力学性能成为新型镁合金开发的热点。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的一在于提供一种高塑性耐热镁合金，目的二在于提供上述高塑性耐热镁合金的制备方法。通过Sn、Ag、Zn和Sb、Ca、Al元素的合金化，利用多组元合金化的方法，通过多种添加元素的共同配合作用在提高合金强度的同时，合金的塑性也得到明显改善。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种高塑性耐热镁合金，其特征在于，由以下重量百分比的元素组成：5.0～6％的Sn，3～3.5％的Ag，2.0～2.5％的Zn，0.5～1.0％的Sb，0.5～1.0％的Ca和1.0～1.5％的Al，余量为Mg及不可避免的杂质。

作为对上述方案的进一步优化，所述不可避免的杂质为Fe、Cu和Ni；所述杂质元素及其质量百分比分别为：Fe≦0.005％，Cu≦0.015％，Ni≦0.002％。

本发明还提供一种上述高塑性耐热镁合金的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按照权利要求1所述的高塑性耐热镁合金的元素组成及其重量百分比称取原料，

所述原料为：纯镁、纯铝、纯锌、纯锡、纯银、纯锑、镁钙中间合金；

步骤二、将纯镁、纯铝、纯锡和纯锌于CO₂+SF₆混合气体保护下熔化，待熔体温度达到690～700℃时加入纯银、纯锑和镁钙中间合金，熔化后升温至700～710℃，静置8～10min，待温度降至670～680℃时进行浇铸，得铸态合金，即可得高塑性耐热镁合金。

作为对上述制备方法的进一步优化，所述纯镁、纯铝、纯锡、纯锌、纯银、纯锑和镁钙中间合金在使用前预热至200～220℃并保温1～3h。

作为对上述制备方法的进一步优化，步骤二中的浇铸采用钢制模具。