[发明专利]一种高塑性变形稀土镁合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高塑性变形稀土镁合金及其制备方法，该镁合金的重量百分比含量为：稀土元素：2.7～3.8％，Zn：0.2～3％，Mn：0.5～1.0％，余量为Mg，镁合金晶粒尺寸在7.5‑8.5μm范围内，并且这些晶粒具有自由的晶粒取向，合金呈现弱织构，在塑性变形过程中可以高效发挥合金的应变协调作用，达到高塑性的特性；该镁合金的制备方法采用合理的加热熔化、半连续铸造、均匀化处理、挤压加工，在变形过程中发生完全动态再结晶，获得均匀细小的等轴晶组织，获得延伸率为31％～34％的高塑性变形稀土镁合金，该镁合金的成品率高，加工成型性好，易于实现产业化，本发明的高塑性变形稀土镁合金可以广泛应用在山地车、汽车、飞机及高铁等交通工具中的非承重件上。

技术领域

本发明属于有色金属材料技术领域，具体涉及一种高塑性变形稀土镁合金及其制备方法。

背景技术

随着绿色环保越来越受到重视以及人们对舒适度需求的提升，镁合金作为一种新型轻质结构环保材料越来越引起专家学者及各大企业的广泛关注。镁合金具有密度低、比强度及比刚度高、以及优异的功能特性(比如导热性及减震性)，高塑性镁合金结构件用于山地车、汽车、飞机及高铁上，可以延缓塑性失稳，避免零部件的瞬间断裂造成人员伤亡或突发事故，可大幅度提升人员的舒适度和安全性。但是目前市场上的镁合金普遍存在滑移系少、塑性低的问题，往往限制其广泛使用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高塑性变形稀土镁合金及其制备方法，该镁合金在塑性变形过程中可以高效发挥合金的应变协调作用，达到高塑性的特点；通过该镁合金的制备方法获得的镁合金的成品率高，加工成型性好，易于实现产业化，可以广泛应用在山地车、汽车、飞机及高铁等交通工具中的非承重结构件上。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种高塑性变形稀土镁合金，所述镁合金原料组成及其重量百分比含量为：

稀土元素：2.7～3.8％，Zn：0.2～3％，Mn：0.5～1.0％，余量为Mg。

优选地，所述稀土元素包括：

Y、Ce中的一种或两者的组合，Y在所述镁合金中的重量百分比含量为2.2～2.8％，Ce在所述镁合金中的重量百分比含量为0.5～1.0％。

本发明公开了一种制备上述高塑性变形稀土镁合金的方法，包括以下步骤：

步骤一：以镁锭、Zn锭、镁稀土中间合金及MnCl₂颗粒为原料，按质量百分比进行称量备料；

步骤二：将步骤一中的镁锭先预热干燥，然后将镁锭加热熔化形成镁液，将预热的Zn锭、镁稀土中间合金和MnCl₂颗粒依次加入镁液中，搅拌的同时添加精炼剂熔炼，除渣后采用半连续铸造工艺浇铸得到铸锭；

步骤三：对步骤二得到的铸锭表面去皮，400℃、10h条件下均匀化处理后进行挤压，得到高塑性变形稀土镁合金。

优选地，所述步骤一中质量百分比为：

稀土元素：2.7～3.8％，Zn：0.2～3％，Mn：0.5～1.0％，余量为Mg。

优选地，步骤一中所述镁稀土中间合金为Mg-25Y中间合金和Mg-20Ce中间合金中的组合。

优选地，所述镁稀土中间合金中Y在所述镁合金中的重量百分比含量为2.2～2.8％，Ce在所述镁合金中的重量百分比含量为0.5～1.0％。

优选地，步骤二中所述熔炼工艺的温度控制在650～720℃，保温20～30min。

优选地，步骤三中所述挤压工艺的挤压温度控制在350～370℃，挤压速度为15～20mm/s，挤压比为10～12。