[发明专利]一种低稀土高强度变形镁合金及其制备方法

摘要

本发明提供了一种低稀土高强度变形镁合金及其制备方法，合金各组分质量百分含量为Zn5.10~5.60 wt.%；Zr0.40~0.90 wt.%；Ce0.90~1.30 wt.%；Y0.40~2.30 wt.%；其余为Mg和不可避免的杂质。对含稀土铈与钇的镁合金铸锭进行热挤压，晶粒得到了显著细化，铈、钇与的镁、锌形成细小弥散的强化相，能有效阻碍热挤压过程中再结晶晶粒的长大并强化基体，可获得高的拉伸强度。热挤压后进行时效热处理，析出较多细小弥散第二相，可进一步提高合金的强度，其中，屈服强度最高可超过410MPa，显著高于传统商用高强度ZK60变形镁合金，该合金制备方法简单，成本较低，具有极大的应用潜力。

主权项

一种低稀土高强度变形镁合金，其特征在于，所述镁合金由Mg、Zn、Zr、Ce、Y组成，Zn：5.26~5.60 wt.%；Zr：0.59~0.71 wt.%；Ce：0.90~1.30 wt.%；Y：0.40~2.30 wt.%；其余为Mg和不可避免的杂质，杂质总量小于0.03 wt.%；所述镁合金的制备方法，包括如下步骤：a) 合金熔炼及铸造：按低稀土高强度变形镁合金配方备料，所用原材料为工业纯镁锭、纯锌锭、Mg‑28.54wt.%Zr中间合金、Mg‑30wt.%Ce中间合金、Mg‑30wt.%Y中间合金；将纯镁及中间合金在烘箱中预热至200~250℃，保温1~2h；在SF6+CO2气体保护下，将镁锭放入坩埚中，加热熔炼；在720~740℃温度下，向镁熔液中加入烘干的Mg‑Y和Mg‑Ce中间合金，加入时应迅速将其压入液面以下，熔化后搅拌均匀；待温度升至690~720℃时，按所述合金成分配比量加入纯锌锭，熔化后搅拌均匀；将镁熔液温度升至740~760℃，加入Mg‑Zr 中间合金，待熔化后搅拌2~5分钟，使成分均匀；在730~750℃静置30~60分钟，静置完毕后，打捞熔体表面浮渣，待温度降到690~710℃时，在SF6+CO2气体保护下，在200~300℃的铁模内进行浇铸；b) 机加工：根据挤压机挤压筒的尺寸将浇铸成型的铸锭锯切、车皮至合适尺寸；c) 均匀化：在390~420℃温度条件下进行均匀化处理，保温时间为12~18h；d) 热挤压：挤压前将均匀化处理后的铸锭和挤压模具在350~400℃预热2~3小时，挤压温度为390℃~420℃，挤压比为26:1，挤压速率为0.60~1.20m/min，获得直径为16 mm的镁合金棒材；e) 时效处理：将挤压好的试样切样，放入油浴炉中，温度为150~200℃，时间为10~40h。