[发明专利]一种适用于型材的镁合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种适用于型材的镁合金，按照重量百分数，其组成如下：Al 3.0～4.0wt％，Zn：1.0～2.0wt％，Nd：0.5～1.0wt%，Zr：0.5～1.0wt%，Mn：0.2～0.4wt％，杂质：<0.2wt%，余量为Mg。本发明的变形镁合金设计在低铝镁合金的基础上添加少量Nd和Zr等合金元素，在保证合金变形加工难度和成本增加不多的基础上，进一步提高合金的强度和耐蚀能力。

技术领域

本发明涉及一种适用于型材的镁合金及其制备方法，更确切地说涉及一种铝含量为3.0-4.0质量百分数的低铝含量Mg-Al-Zn-Nd-Zr变形镁合金及制备方法。

背景技术

我国镁资源十分丰富，又是世界上镁产量第一的产镁大国。镁产业的发展也是我国经济可持续发展的重要支撑点，变形镁合金的发展必将有力地推动我国镁合金产业、镁部件制造加工产业的迅猛发展。然而，我国镁合金型材产业尚处于起步阶段，由于受到镁合金型材成型工艺与设备的技术制约，国内仅能生产规格有限的镁合金板材、管材、带材等型材，且价格昂贵，目前仅洛阳铜业有限公司、河北金拜克自行车有限公司等极少数企业小批量生产镁合金型材，主要用于国防军工、自行车等少数行业。而德国于1935年即开始使用镁合金型材制作飞机发动机罩、下机身及机翼蒙皮、整流片、油箱等重要部件；德国西门子、施奈德等知名公司已将镁合金型材大量应用于电子通信、光学仪器、轨道交通、汽车等众多行业领域；美国陶氏化学公司开发的镁合金型材已批量制造卡车与拖车车身。因此，我国镁合金型材产业同国外相比，存在技术滞后、产业化程度低下等问题。

目前应用较多的变形镁合金主要为AZ31，ZK60和AM80等变形性能和综合力学性能都有良好表现的镁合金。一些在实验室证明力学性能突出的高稀土镁合金由于变形能力差和成本高的原因没有得到大规模的应用。

中国专利CN201310160069.6提供了一种适用于型材的变形镁合金及制备方法，适用于型材的镁合金其组成为：A1：3.0～4.0wt％、Zn：0.5～1.0wt％、Zr：0.5～1.0wt％、Mn：0.2～0.4wt％、杂质：＜0.2wt％，余量为Mg。此发明是一种新型Mg-Al-Zn合金系合金。这种新型合金通过添加元素Zr，形成Zr质点，造成坚硬细小的结晶核心，起到细化晶粒的作用，在变形镁合金中起到细晶强化和第二相强化的作用，改善合金的力学性能，元素Zr协同元素A1和Zn改善合金耐蚀性，使这种新型合金的耐蚀能力和机械性能较相同组分的Mg-Al-Zn合金强。

相较于专利CN201310160069.6，本专利添加了少量稀土元素Nd，合金中形成Mg-Nd中间相，形成颗粒状的硬性质点，在变形过程中成为有效结晶核心，促进动态再结晶过程充分进行，使得变形后合金晶粒更为细小，提高合金的韧性。同时，细小的Mg-Nd中间相能形成第二相强化，提高合金的强度。Mg-Nd中间相电位较高，加入Nd有一定的耐蚀作用。

发明内容

本发明一个目的是提供一种适用于型材的镁合金，是一种Mg-Al-Zn合金系力学性能和耐蚀能力良好的变形镁合金。

本发明另一个目的是提供一种适用于型材的镁合金的制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种适用于型材的镁合金，按照重量百分数，其组成如下：Al 3.0～4.0wt％，Zn：1.0～2.0wt％，Nd：0.5～1.0wt％，Zr：0.5～1.0wt％，Mn：0.2～0.4wt％，杂质：<0.2wt％，余量为Mg。

优选地，

所述适用于型材的镁合金，按照重量百分数，其组成如下：Al：3.0wt％，Zn：1.0wt％，Nd：0.6wt％，Zr：0.6wt％，Mn：0.3wt％，杂质：<0.2wt％，余量为Mg。