[发明专利]一种双织构耐腐蚀镁合金材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种双织构耐腐蚀镁合金材料及其制备方法，属于有色金属材料制备技术领域。该方法将高锡(Sn)含量镁合金粉、高锌(Zn)含量镁合金粉、高稀土(RE)含量镁合金粉分别铺设在圆柱形模腔的外层、过渡层和内层，经过模压，真空热压烧结，挤压和轧制变形，退火热处理，即可得到外层为柱面织构、内层为稀土织构的双织构耐腐蚀镁合金材料。所制备的镁合金材料具有内外层双织构特点，并具有高耐腐蚀性能和高强韧综合力学性能的优点。

技术领域

本发明属于有色金属材料制备技术领域，具体涉及到一种双织构耐腐蚀镁合金材料及其制备方法。

背景技术

镁合金材料作为21世纪绿色工程材料，具有比重小、阻尼减震效果好、电磁屏蔽性能好等一系列优点，在航空航天、交通运输、3C通讯电子类产品中受到越来越多的关注。但是由于镁的电极电位偏低，氧化镁膜较脆且不致密，进而导致其耐蚀性很差。耐腐蚀性能差是目前限制镁合金难以规模化工程应用的重要原因之一。

研究表明，镁合金的耐腐蚀性能与成分及织构等因素密切相关。在镁合金中仅添加锡(Sn)或稀土(RE)元素的可以获得比常规AZ系镁合金更好的耐腐蚀性能。添加适量的Sn元素后可以显著提高镁合金的耐蚀性，但是其经过常规塑性变形后容易形成强基面织构，导致合金室温塑性差；而仅添加RE元素后镁合金可以获得较好的耐腐蚀性能和稀土织构，同时还具有较好的室温塑性，但是合金的屈服强度偏低，难以满足工程构件对力学性能要求。此外，添加RE导致材料成本较高，不利于工程化应用。进一步，在镁中同时添加Sn和RE元素，则由于Sn和RE原子的亲和力强，进而反应生成大量烟花状的MgSnRE三元脆性相，这些第二相会充当微阳极，加剧镁合金基体的电偶腐蚀，最终导致合金的耐蚀性不高、同时也造成合金塑性和强度等力学性能较差。因此，现有方法难以做到兼顾添加Sn或RE元素条件下的高耐腐蚀性和高强韧力学性能的优势组合。另外，织构对镁合金的耐腐蚀性也有重要影响。研究表明镁棱柱面的耐腐

蚀性优于基面，而且在AZ系镁合金中也发现了柱面织构试样的耐蚀性高于基面织构试样的现象。然而，镁合金经过常规挤压或轧制变形工艺易形成强烈的基面织构，难以获得柱面织构，无法提高镁合金的耐腐蚀性能。因此，如何充分利用成本较低的Sn替代RE、以及制备出高耐腐蚀高强韧综合力学性能的镁合金材料，对充分利用我国的镁资源优势及扩大其工程应用具有重要意义，也是目前高强韧高耐腐蚀性镁合金开发中亟待解决的关键技术问题。

发明内容

基于此，本发明提供了一种双织构耐腐蚀镁合金材料及其制备方法。

具体发明内容如下：

一种双织构耐腐蚀镁合金材料及其制备方法包括如下步骤：提供制备所述原料：高Sn含量镁合金粉、高Zn含量镁合金粉、高RE含量镁合金粉；

将所述高Sn含量镁合金粉、高Zn含量镁合金粉、高RE含量镁合金粉分别铺设在圆柱形模腔的外层、过渡层和内层，经过模压，真空热压烧结，挤压变形，退火热处理，得到所述双织构耐腐蚀镁合金材料。

值得一提的是，将高Sn含量镁合金粉布置在外层的原因在于Sn在镁中的固溶度大，不会形成大块的第二相，避免大块第二相带来的电偶腐蚀效应，且Mg-Sn合金中由于层错能的差异，容易发生孪生变形，可以通过调控挤压和轧制工艺来获得柱面织构；而RE在镁中的固溶度随元素类型的不同而差异很大，且挤压或轧制变形后易于获得稀土织构，难于通过调控工艺获得柱面织构，因此不利于耐腐蚀性能的提升。此外，外强内韧的异质结构布局模式可以协同提高镁合金材料的强韧性。

优选地，以质量份数计，所述高Sn含量镁合金粉的组成如下：

Mg-(5-7wt.％)Sn合金粉 70～90份；

Mg-(2-4wt.％)Zn合金粉 10～30份。