[发明专利]一种高含锶（Sr）量的镁合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高含锶(Sr)量的镁合金及其制备方法，属于镁合金技术领域。该镁合金按质量百分比计，由以下组分组成：Sr：1～3％，Mn：0.15～0.4％，Al：5.9～6.2％，Zn：0.8～1.2％，杂质元素总量：0.1％，余量为Mg。将合金熔体浇铸至铁制模具中，得到铸锭；将铸锭热处理后车削，去除表面氧化部分，加工为Φ70mm的合金棒材，挤压经过液氮冷却后得到Φ16mm的镁合金挤压棒，并在挤压棒上涂一层蛋白质。本发明所制得的镁合金在350℃挤压后的室温力学性能为：抗拉强度可达到260～307MPa，屈服强度可达到207～255MPa，延伸率可达到5～9.5％。该制备方法操作简单，成本低，有利于工业化生产。

技术领域

本发明属于镁合金技术领域，具体涉及一种高含锶(Sr)量的镁合金及其制备方法。

背景技术

锶(Sr)是一种重要的碱土金属元素，价格相对较低，在镁合金中虽然具有较小的固溶度，但对镁合金有细晶强化作用，且Sr引入的高熔点化合物可对镁合金晶界起到很好的强化作用，从而有效地改善镁合金的力学性能。此外，在镁合金中添加适量元素Sr，除了细化和变质合金的组织以外，还能改善合金的铸造性能、减少铸造缺陷的产生。

目前，由于镁合金在挤压前进行预热以及在挤压过程中的摩擦热，挤压后的挤压型材温度很高，这就会使镁合金的动态再结晶长大，严重影响了挤压型材的力学性能。而且挤压后的Mg-Sr合金放一段时间后表面很容易腐蚀，并且，由于蛋白质在镁及其合金表面可以形成蛋白质的吸附层，从而降低镁的腐蚀速率。

发明内容

鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种高含锶(Sr)量的镁合金；目的之二在于提高含高锶(Sr)镁合金的力学性能以及表面耐腐蚀性能。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种高含锶(Sr)镁合金的制备方法，包括如下步骤：

(1)采用井式电阻熔炼炉，当熔炉的温度达到500～600℃后，加入已预热的纯Mg并将其熔化，熔化后升温到700～750℃，然后加入已预热的Mg-25wt.％Sr、Mg-5wt.％Mn、纯Al以及纯Zn，待这些金属与合金熔化后升温至720～740℃，然后用C₂Cl₆精炼剂精炼处理3～5min，精炼完毕后搅拌、打渣并升温至740℃静置20～40min；此熔铸过程利用体积比为CO₂:SF₆＝20:1的混合气体保护，以防止合金液体氧化燃烧；把金属熔体浇铸至预热到250℃的钢制模具中，得到铸锭；

(2)将镁合金铸锭进行车削，去除表面氧化部分，加工为Φ70mm的合金棒材，然后在400～450℃下保温16～24小时，进行均匀化热处理；

(3)在挤压机上，以50cm/min的挤压速度挤压合金，得到Φ16mm的镁合金挤压棒材，挤压温度为350℃，挤压比为25:1。

(4)将挤压后的镁合金型材通过液氮进行冷却，并在型材表面涂一层蛋白质。

步骤(1)中，按质量百分比计，所述高含锶(Sr)镁合金铸锭由以下组分组成：Sr：1～3％，Mn：0.15～0.4％，Al：5.9～6.2％，Zn：0.8～1.2％，杂质元素总量：0.1％，余量为Mg。

进一步：挤压后的镁合金型材通过液氮进行冷却，并在型材表面涂一层蛋白质。

进一步：上述步骤(3)中，在挤压过程中通入高纯氧气使镁合金表面氧化，纯氧可以获得一层极薄的高纯氧化镁层，能够降低合金本体与设备的摩擦力，还可以防止镁合金进一步氧化。

进一步：上述步骤(3)中，通入氧气的方法为采用高压氧气脉冲式通入的方式，使高压氧气以超声冲击的形式与镁合金相接触，可以改善镁合金组织，减少挤压过程中棒材的拉应力，从而可以有效减少镁合金挤压棒材中孔洞和裂纹。