[发明专利]一种增强增耐蚀性的Mg-Sn-Ga镁合金及其制备方法

说明书

本发明提供一种增强增耐蚀性的Mg‑Sn‑Ga镁合金及其制备方法，所述增强增耐蚀性的Mg‑Sn‑Ga镁合金，包括含量为3‑7wt％的Sn，含量为0.05‑3wt％的Ga，余量为Mg。本发明还公开了增强增耐蚀性的Mg‑Sn‑Ga镁合金的制备方法，包括以下步骤：将纯Mg在具有保护气的电阻炉中熔化，熔化温度为700‑740℃；待纯Mg完全熔化后加入纯Sn和纯Ga，保温8‑15分钟后搅拌，搅拌后在710‑730℃保温10‑20分钟，然后将熔炼的合金液浇注到模具中。本发明通过Ga合金化元素的添加可有效地提高Mg‑Sn合金的强度、塑性和耐蚀性。

技术领域

本发明涉及镁合金新材料及其制备技术，尤其涉及一种增强增耐蚀性的Mg-Sn-Ga镁合金及其制备方法。

背景技术

镁合金具有低密度、高比强度和良好的加工性能等优异性能，被广泛应用在交通、航空、通信、生物医学等工业领域。相较于其他合金，如钢铁、钛合金、镍合金、铝合金等，镁合金的绝对强度和耐蚀性相对较差，限制了其在更广领域的大规模应用。通过合金化来提高镁合金的综合力学和耐腐蚀性能是一种非常有效的技术手段。Mg-Sn合金是近些年广受关注的新型镁合金，其具有良好的强度、抗蠕变和耐腐蚀性能。在Mg中加入Sn后，会产生具有良好热稳定性能的高熔点Mg₂Sn金属间化合物沉淀相，大幅度提高了Mg-Sn合金的力学性能，特别是高温条件下的抗蠕变性能。此外，液态Mg-Sn合金具有良好的流动性，赋予了它们较好的铸造性能。同时，Mg-Sn合金适合于宽的温度和变形速度范围下的变形成形能力，使得Mg-Sn合金具有良好的加工性能。随着Sn含量的增加，形成的Mg₂Sn金属间化合物的含量随之增加，大量的Mg₂Sn析出强化导致合金的强度增加。但是Mg₂Sn金属间化合物在合金的腐蚀过程中作为阴极相，Mg₂Sn的含量增加会降低合金的耐蚀性。因此，Mg-Sn合金的强度和耐蚀性的兼容是一个需要急需解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前Mg-Sn合金的强度和耐蚀性较难兼容的问题，提出一种增强增耐蚀性的Mg-Sn-Ga镁合金，该合金同时兼具高强度和良好的耐蚀性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种增强增耐蚀性的Mg-Sn-Ga镁合金，包括含量为3-7wt％的Sn，含量为0.05-3wt％的Ga，余量为Mg。

进一步地，含量为3-5wt％的Sn，含量为0.5-3wt％的Ga，余量为Mg。

本发明的另一个目的还公开了一种增强增耐蚀性的Mg-Sn-Ga镁合金的制备方法，包括以下步骤：

1)将纯Mg、纯Sn和纯Ga按照目标合金中的质量百分比进行配料，将纯Mg和纯Sn放置烘干箱中烘干1-2小时，烘干温度在60-80℃；

2)将氧化镁坩埚用电阻炉加热至700-740℃，放入步骤1)中的纯Mg，通入保护气；

3)待步骤2)中纯Mg完全熔化，将温度设置在700-740℃左右，保温10-20分钟，然后放入步骤1)中的纯Sn和纯Ga，保温8-15分钟；

4)待步骤3)中加入的Sn和Ga完全熔化后，再充分搅拌5-10分钟以保证金属液的成分均匀；

5)搅拌后静置10-20分钟后测温，将温度控制在710-730℃左右，扒渣，然后浇铸在预热的金属模具中；

6)将步骤5)得到的铸锭放置在真空热处理炉中进行均匀化热处理，热处理温度：430℃-480℃，保温时间20-28h，保温结束将铸锭放置于水中进行快速冷却，得到铸态Mg-Sn-Ga合金。