[发明专利]一种Mg-Sn系镁合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种Mg‑Sn系镁合金及其制备方法，属于镁合金材料技术领域。本发明提供的Mg‑Sn系镁合金包括如下质量百分比的组分：Sn2～5％，Al1.5～4.0％，Zn1.0～2.0％，Mn0.3～0.5％和余量Mg。本发明提供的Mg‑Sn系镁合金通过调控各合金化元素的种类及其含量，能够有效促进各合金元素的协同强化机制，从而有效提高Mg‑Sn系镁合金的力学性能和加工效率。

技术领域

本发明涉及镁合金材料技术领域，尤其涉及一种Mg-Sn系镁合金及其制备方法。

背景技术

镁合金作为质量最轻的金属结构材料，由于高的比强度、良好的抗冲击性能，能满足航空航天、汽车及电子产品轻量化的要求，可减少能源消耗和环境污染，因此成为中高端制造业应用增长最快的材料之一。

为了提高铸造镁合金和变形镁合金的综合性能，目前大多数镁合金研发思路与铝合金类似，主要是通过合金化设计调控微观组织、强化以及塑性变形机制。目前已发展出Mg-Al系、Mg-Zn系、Mg-RE系镁合金，但Mg-Al系、Mg-Zn系镁合金还存在成形性较差等问题，而且Mg-RE系镁合金由于使用稀土元素其制备成本较高，限制了镁合金的进一步发展与应用。相比于Mg-Al系合金，Mg-Sn系镁合金制备成本与其接近，但Mg-Sn基合金微观强韧化机制主要涉及Sn合金元素固溶强化、Mg₂Sn等金属间化合物第二相析出强化、弥散强化等多种强化机制，组织不易调控，对塑性变形过程影响较大，仍然存在室温强度较低、加工硬化响应速度较慢等问题。

因此，亟需提供一种Mg-Sn系镁合金，使其具有优良的力学性能和较高的加工效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Mg-Sn系镁合金及其制备方法，本发明提供的Mg-Sn系镁合金具有优良的力学性能和较高的加工效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种Mg-Sn系镁合金，包括如下质量百分比的组分：Sn 2～5％，Al1.5～4.0％，Zn 1.0～2.0％，Mn 0.3～0.5％和余量Mg。

优选地，所述Mg-Sn系镁合金包括如下质量百分比的组分：Sn2.2～4.8％，Al 1.8～3.8％，Zn 1.2～1.8％，Mn 0.32～0.48％和余量Mg。

优选地，所述Mg-Sn系镁合金包括如下质量百分比的组分：Sn2.5～4.5％，Al 2～3.5％，Zn 1.4～1.6％，Mn 0.35～0.45％和余量Mg。

本发明还提供了上述技术方案所述的Mg-Sn系镁合金的制备方法，包括如下步骤：

(1)将合金原料依次进行熔炼和浇铸，得到合金铸锭；

(2)将所述步骤(1)得到的合金铸锭进行后处理，得到Mg-Sn系镁合金；所述后处理包括固溶处理、挤压和时效处理中的一种或多种。

优选地，所述步骤(1)中浇铸的温度为680～700℃。

优选地，所述步骤(2)中固溶处理包括依次进行的一级固溶处理和二级固溶处理；所述一级固溶处理的保温温度为390～410℃，一级固溶处理的保温时间为10～12h；所述二级固溶处理的保温温度为440～460℃，二级固溶处理的保温时间为14～16h。

优选地，所述步骤(2)中挤压的温度为390～400℃，挤压的速度为0.3～3m/min。

优选地，所述步骤(2)中挤压的压力为130～180MPa。

优选地，所述步骤(2)中挤压时的挤压比为8～22。

优选地，所述步骤(2)中时效处理的保温温度为170～200℃，时效处理的保温时间为0～900h。