[发明专利]一种高导热高强韧镁合金材料以及热变形热处理工艺

说明书

本发明提供一种高导热高强韧镁合金材料以及热变形热处理工艺，在镁基体中添加Zn、Cu和Y三种元素，特别是Mg‑1.6%Zn‑0.6%Mn‑0.5%Y(wt.%)成分，显示出了良好的导热性能和机械性能。在导热系数测试中，该合金在常温下达到130W/m.K以上，达到了航天飞行器对材料导热的要求。由于在合金中添加了Zn和Y两种元素，合金的力学性能也得到提高，满足合金抗拉强度250MPa的要求。研发的热变形热处理工艺，可使合金弥散析出第二相，减少晶格畸变，提高合金导热性能和力学性能。

技术领域

本发明提供一种高导热高强韧镁合金材料以及热变形热处理工艺，在镁基体中添加Zn、Cu和Y三种元素，显示出了良好的导热性能和机械性能。

背景技术

我国是镁资源大国，镁储量居世界首位。已探明菱镁矿储量27亿吨，白云石储量70亿吨以上。自从我国自主技术皮江法提炼镁技术普及以后，我国利用矿产资源以及煤炭能源优势，成为原镁生产大国和出口大国，年产量80％以上的镁出口到国际市场。目前我国在产镁能力、产镁量、出口量方面均居世界前列，已是世界镁生产大国，但远远不是镁业强国，镁生产厂家多，规模小，产品规格单一，仅为简单的纯镁生产，下游深加工企业产品应用领域不宽，特别是镁加工业还相当落后。

现有的镁合金制品难以保证镁合金制品的光洁平整的表面质量要求，也难以满足复杂镁制品的高强韧高导热性能的要求，镁合金较低的成品率成为镁制品企业生产能力以及生产成本的重大制约因素。镁制品行业迫切希望我国能自主研究开发和应用适用航天航空仪表外壳以及3C产品外壳的高强韧、高导热镁合金，显著提高成形的良品率和镁制品的质量，满足镁制品的材料性能要求，取得重大经济效益，并能更好地保证我国生产的航天航空仪表外壳以及3C产品外壳镁制品在国际市场上具有高表面质量、低成本的创新优势，摆脱外资控制。

纯镁的导热率为155W/m.K,超过了航天航空仪表外壳对材料的导热要求,然而其力学性能非常低,很难达到150MPa以上。通过合金化并结合相应的工艺和热处理,可以大幅度的提高合金的力学性能,但是不可避免的导致合金的导热率不同程度的降低。因此通过系统的研究,设计开发一种新的高导热高比强镁合金很有必要。

发明内容

本发明提供一种高导热高强韧镁合金材料以及热变形热处理工艺，该材料在镁基体中添加Zn、Cu和Y三种元素，显示出了良好的导热性能和机械性能。

本发明的技术方案如下：

一种高导热高强韧镁合金材料，所述的镁合金材料由以下组分组成：Zn：1.6wt％；Cu：0.6wt％；Y:0.5wt％；杂质：0.2wt％；余量为Mg；

制备方法如下：

1)采用水平连铸工艺铸造镁合金，得到铸态合金；

2)对铸态合金进行加工和热处理，步骤如下：

铸态合金锯切成锭后，在400-450℃下进行12-24h均匀化退火处理，热处理后进行车皮，然后在410-460℃下进行挤压成型，挤压比为20-30；

挤压态合金挤压成型后，进行热处理(固溶处理+人工时效)，在温度380-450℃固溶3-5小时，在150-180℃下时效8-12小时。

一种高导热高强韧镁合金材料，所述的镁合金材料由以下组分组成：Zn：2.5wt％；Cu：0.6wt％；Y:0.5wt％；杂质：0.2wt％；余量为Mg；

制备方法如下：

1)采用水平连铸工艺铸造镁合金，得到铸态合金；

2)对铸态合金进行加工和热处理，步骤如下：

铸态合金锯切成锭后，在400-450℃下进行12-24h均匀化退火处理，热处理后进行车皮，然后在410-460℃下进行挤压成型，挤压比为20-30；