[发明专利]一种抗高速冲击载荷的高强韧镁合金材料及制备方法

权利要求书

1.一种抗高速冲击载荷的高强韧镁合金材料，其特征在于：原料包括镁合金ZK60铸锭为母合金，Mg-25 wt.% Y中间合金和Mg-25 wt.% Cu中间合金，该材料各元素质量百分比含量为：Zn：5.0-7.0 wt.%，Cu：0.5-1.2 wt.%，Y：1.0-3.0 wt.%，Zr：0.3-0.8 wt.%，不可避免的杂质总量小于等于0.03 wt.%，余量为Mg；

所述抗高速冲击载荷的高强韧镁合金材料的制备方法步骤如下：

选用镁合金ZK60铸锭为母合金，先将母合金预热，以减少其表面的水分和杂质；

将母合金放入有气体保护的熔炉中熔化；

将Mg-25 wt.% Y和Mg-25 wt.% Cu中间合金加入母合金熔体中，待其完全熔化后，经机械搅拌使其充分混合均匀，然后扒去表面浮渣，接下来保温静置一段时间后浇注到预热后的金属型模具中，制备出直径为70±1mm的圆柱形镁合金铸锭；

圆柱形镁合金铸锭经过高温匀质化处理后，在挤压机上经过热挤压剪切成形，直接制备出平均晶粒尺寸不大于10 μm细晶变形镁合金；

所述热挤压剪切成形的挤压温度为420-470℃，挤压剪切速率为35mm/min-45mm/min，挤压剪切压力为350-450吨，挤压比为12.25；

所述合金室温动态断裂压缩强度为582-701MPa，屈服强度为142-342MPa，伸长率为13.6%-18.2%。

2.一种如权利要求1所述抗高速冲击载荷的高强韧镁合金材料的制备方法，其特征在于：步骤如下：

选用镁合金ZK60铸锭为母合金，先将母合金预热，以减少其表面的水分和杂质；

将母合金放入有气体保护的熔炉中熔化；

将Mg-25 wt.% Y和Mg-25 wt.% Cu中间合金加入母合金熔体中，待其完全熔化后，经机械搅拌使其充分混合均匀，然后扒去表面浮渣，接下来保温静置一段时间后浇注到预热后的金属型模具中，制备出直径为70±1mm的圆柱形镁合金铸锭；

圆柱形镁合金铸锭经过高温匀质化处理后，在挤压机上经过热挤压剪切成形，直接制备出平均晶粒尺寸不大于10 μm细晶变形镁合金。

3.根据权利要求2所述的抗高速冲击载荷的高强韧镁合金材料的制备方法，其特征在于：所述母合金在预热之前，母合金表面先用280#、600#和1000#干磨砂纸依次打磨；母合金预热温度为180-200℃。

4.根据权利要求2所述的抗高速冲击载荷的高强韧镁合金材料的制备方法，其特征在于：所述母合金放入有气体保护的熔炉中熔化之前，先将熔炉升温至380℃-400℃，待温度稳定后放入母合金，接下来以8℃/min-10℃/min的升温速率升温至670℃-680℃，使母合金全部熔化，再以15℃/min-20℃/min的升温速率将温度升至700℃-710℃。

5.根据权利要求2所述的抗高速冲击载荷的高强韧镁合金材料的制备方法，其特征在于：所述气体为SF₆与高纯N₂的混合气体，流量为1.6L/min，SF₆占气体的总体积分数的0.2%。

6.根据权利要求2所述的抗高速冲击载荷的高强韧镁合金材料的制备方法，其特征在于：所述Mg-25 wt.% Y和Mg-25 wt.% Cu中间合金在加入母合金熔体之前，需将Mg-25 wt.%Y和Mg-25 wt.% Cu中间合金在高于母合金预热温度的20-50℃条件下预热，接下来再加入到母合金熔体中。

7.根据权利要求2所述的抗高速冲击载荷的高强韧镁合金材料的制备方法，其特征在于：所述机械搅拌的搅拌速率为80-100 rpm，搅拌时间为2-5分钟。

8.根据权利要求2所述的抗高速冲击载荷的高强韧镁合金材料的制备方法，其特征在于：所述保温静置的温度为700-720℃，保温静置时间为10-20min。

9.根据权利要求2所述的抗高速冲击载荷的高强韧镁合金材料的制备方法，其特征在于：所述圆柱形镁合金铸锭在箱式电阻炉中经过400-450℃的高温匀质化处理，匀质化处理时间为8-16h。