[发明专利]高强韧耐热Mg—Al—RE—Mn变形镁合金及其板材的制备方法

摘要

本发明涉及一种高强韧耐热Mg-Al-RE-Mn变形镁合金及其板材的制备方法，其材料组分包括铝、稀土、锰、杂质元素(硅、铁、镍、铜)和镁，制备方法为：将纯镁、纯铝铸锭、镁-锰(或铝-锰)中间合金、镁-稀土中间合金按设定成分配制，采用熔炼炉进行熔炼、精炼，然后浇铸成铸锭，在370～410℃进行均匀化处理然后水淬，塑性变形加工前在280～400℃保温一段时间后进行挤压、轧制或挤压+轧制，制成高强韧耐热Mg-Al-RE-Mn变形镁合金板材。本发明制备的变形镁合金及其板材既有高强韧、高耐热性，又具有良好的塑性和热加工性能，产品可作为轻质高强耐热的结构材料，满足航空、航天及民用车辆等对于轻质高强韧耐热变形镁合金材料的需求。

主权项

一种高强韧耐热Mg‑Al‑RE‑Mn变形镁合金及其板材的制备方法，其特征在于所述的Mg‑Al‑RE‑Mn变形镁合金材料的组分物质及其重量百分含量为：Al 2.0～9.5％，RE 0.5～4.0％，Mn 0.1～0.8％，杂质元素总量＜0.02％，其余为Mg，所说的杂质元素为Si、Fe、Ni和Cu；用于制备该Mg‑Al‑RE‑Mn变形镁合金及其板材的方法包括以下步骤：(1)按照Mg‑Al‑RE‑Mn变形镁合金组分计算所需原料的重量，原料采用工业纯镁锭、工业纯铝锭、Mg‑RE中间合金以及Mg‑Mn中间合金，或采用工业纯镁锭、工业纯铝锭、Mg‑RE中间合金以及Al‑Mn中间合金；(2)按照步骤(1)中计算出的原料重量，采用气体保护气氛在电阻炉中熔炼合金，熔炼温度为730℃～750℃；先在熔炼炉中加入工业纯镁锭，待镁锭完全熔化后，加入工业纯铝锭、Mg‑RE中间合金以及Mg‑Mn中间合金，或加入工业纯铝锭、Mg‑RE中间合金以及Al‑Mn中间合金，待所有原料完全熔化后进行搅拌，使合金成分均匀；然后使熔炼炉升温至760℃～780℃对合金进行精炼，边搅拌边加入国家标准5号熔剂，精炼时间为5～8分钟，精炼完后在730℃～750℃保温静置10～20分钟，然后将熔融的镁合金精炼料浇铸到预热温度为200～300℃的铁模具中，浇铸温度为700℃～730℃；(3)塑性变形前，将铸件在370℃～410℃温度范围内进行均匀化处理，然后进行水淬，均匀化处理时间为16～24小时，得高强韧耐热Mg‑Al‑RE‑Mn变形镁合金坯件；(4)板材制备：将经均匀化处理过的坯件置入加热炉中，在280℃～400℃温度范围内进行预热，然后通过挤压机对热坯件进行塑性变形，得到挤压板材，挤压比为10～30，挤压速度为4m/min，在挤压机出口处对挤出板材进行流水冷却；或将经均匀化处理过的坯件置入加热炉中，在280℃～400℃温度范围内进行预热，然后通过轧制机对热坯件进行4～6道次轧制塑性变形，得到轧制板材，轧制变形总压下量为60％～80％，轧制速度为2m/min，终轧后的板材在空气中自然冷却；或将经均匀化处理过的坯件置入加热炉中，在280℃～400℃温度范围内进行预热，然后通过挤压机对热坯件进行塑性变形，得到挤压板材，挤压比10～30，挤压速度为4m/min；在挤压机出口处对挤出材料进行流水冷却后，再将得到的挤压板材在280℃～400℃温度范围内进行预热，然后通过轧制机对热坯件进行4～6道次轧制塑性变形，得到轧制板材，轧制变形过程将轧辊加热到轧制变形温度，轧制变形总压下量为60％～80％，轧制速度为1m/min，终轧后的板材在空气中自然冷却。