專利名稱：：用于高速擠壓的變形鎂合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及的是一種金屬加工
技術(shù)領(lǐng)域：
的合金及其制備方法，具體是一種用于擠壓速度不小于15m/min的變形鎂合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
：鎂合金是密度最小的金屬結(jié)構(gòu)材料之一，被譽為“21世紀(jì)商用綠色環(huán)保和生態(tài)金屬結(jié)構(gòu)材料”。近年來汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展以及緊迫的汽車輕量化(節(jié)能、安全、環(huán)保)要求使鎂合金在汽車上的用量迅速增長。變形鎂合金材料可以提供尺寸多樣的板、棒、型材及鍛件產(chǎn)品，并且可以通過材料組織結(jié)構(gòu)控制，熱處理工藝改進(jìn)，獲得更高的強(qiáng)度，更好的延展性及更多樣化的力學(xué)性能，可以滿足多樣化結(jié)構(gòu)件的要求，這剛好適合汽車中越來越多地采用壓力加工產(chǎn)品的特點。因此，變形鎂合金及其制品將代表21世紀(jì)鎂合金在汽車工業(yè)中更高層次的應(yīng)用方向，其應(yīng)用領(lǐng)域可進(jìn)一步擴(kuò)大到航天航空、交通運輸、電子器件、體育、辦公，尤其是軍工領(lǐng)域，發(fā)展變形鎂合金及其變形加工技術(shù)具有重要的意義。Mg-Al-Zn系合金是常用的商用變形鎂合金，這與其可擠壓性能高和良好的綜合力學(xué)性能是分不開的。Al元素在鎂中有很大的室溫固溶強(qiáng)化能力，如果需要高的屈服強(qiáng)度，Al含量可以增加到8%左右。但是，在此合金系中，低的Al含量是經(jīng)常所采用的，因為低的Al含量可以顯著的提高其最大的可擠壓速度，以降低生產(chǎn)成本，其中AZ31合金的最大擠壓速度可以達(dá)到20m/min，當(dāng)Al含量增大至8%，即AZ80合金，其最大擠壓速度只有2m/min左右，生產(chǎn)成本很高。因此，AZ31合金是目前最常用的商用變形鎂合金。經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，張青來，盧晨，丁文江，分流擠壓鎂合金管材工藝研究，(《輕合金加工技術(shù)》，2003，31(10)，28-30)公開了一種采用分流模進(jìn)行鎂合金管材擠壓生產(chǎn)方法，其擠壓坯料采用AZ31B合金連鑄棒，擠壓速度在0.5-1.5m/min,由于所生產(chǎn)管材的擠壓比較大，因此隨著擠壓速度的增大，擠壓過程中產(chǎn)生的溫升也升高，而使得在模具出口處的溫度急劇上升，這樣會造成擠壓終了產(chǎn)品顯著的晶粒長大，甚至導(dǎo)致擠壓產(chǎn)品的表面出現(xiàn)裂紋。進(jìn)一步檢索發(fā)現(xiàn)，袁廣銀，孫揚善，張為民，Bi對鑄造鎂合金組織和力學(xué)性能的影響(《鑄造》，1998，5，p5-7)中記載了AZ31合金中的強(qiáng)化相只有Mg17Al12，由于其較低的高溫穩(wěn)定性，在擠壓過程中會熔解掉，并不能形成足夠的釘扎以阻止晶粒的長大，使得擠壓終了產(chǎn)品的力學(xué)性能較低。要保持?jǐn)D壓終了產(chǎn)品較高的力學(xué)性能，則AZ31合金的擠壓速度不能大于lOm/min，這就間接的增加了生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種用于高速擠壓的變形鎂合金及其制備方法，可用于進(jìn)行擠壓速度不小于15m/min的高速擠壓生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，擠壓終了產(chǎn)品晶粒細(xì)小且具有較高的力學(xué)性能。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明涉及一種用于高速擠壓的變形鎂合金，其組分的重量百分比為2_9%A1、0.1-1%Mn、0.1-3%Si、0.1-2%Ce、0.1-1%Y、0.1-1%Sr、0.1-1%Sb，其余為Mg9995。所述的Mg9995是指參照GB/T3499-2003，其雜質(zhì)元素Ni彡0.001Cu彡0.002%,Fe彡0.003%。本發(fā)明涉及上述用于高速擠壓的變形鎂合金的制備方法，首先將工業(yè)用鎂合金熔煉爐加熱至400-50(TC，加入Mg9995、純鋁錠和純硅，待純鎂錠、鋁錠和純硅全部熔化攪拌后，加入預(yù)熱至180-220°C的Al-Mni(1_2(1、Mg-Ce25_5Q、Mg-Y25_9(1、Al-Sr1(1_3(1中間合金，合金全部熔化后，將合金液溫度升至730-78(TC，加入Sb，攪拌后加入鎂合金精煉劑進(jìn)行精煉，保溫靜置20-60分鐘后，將合金液溫度降至690-760°C澆注成用于高速擠壓的變形鎂合金。本發(fā)明容易操作且生產(chǎn)成本較低，擠壓速度不小于15m/min，比現(xiàn)有技術(shù)有大幅度提高，在高速擠壓的過程中會析出細(xì)小彌散的Al-Mn相、Mg-Ce相、Mg_Si相、Mg_Y相，Mg_Sb相這些合金相具有較高的熔點，在擠壓過程中不會熔解掉，能夠?qū)D壓后的晶粒起到足夠的釘扎作用以阻止其長大，細(xì)小的晶粒決定了其擠壓終了產(chǎn)品具有較高的力學(xué)性能，可以用于生產(chǎn)車窗框架、座椅骨架等汽車部件；還可以擠壓成棒材，作為航空航天領(lǐng)域的零部件坯料。具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。實施例1合金各組分的重量百分比為3%A1、0.1%Mn,0.5%Si、0.3%Ce、0.5%Y、0.1%Sr.0.6%Sb，其余為Mg9995。按上述成分配制合金，將工業(yè)用鎂合金熔煉爐加熱至400-500°C，加入純鎂錠(Mg9995)、純鋁錠和純硅，待純鎂錠、鋁錠和純硅全部熔化攪拌后，加入預(yù)熱至20(TC左右的Al-Mn10,Mg-Ce25,Mg-Y60,Al-Sr10中間合金，合金全部熔化后，將合金液溫度升至730_780°C，加入純銻，攪拌后加入鎂合金精煉劑進(jìn)行精煉，保溫靜置20-60分鐘后，將合金液溫度降至690-760°C澆注成實心圓鑄錠進(jìn)行擠壓。合金錠在420°C進(jìn)行擠壓，擠壓速度為15m/min時，其擠壓終了產(chǎn)品的力學(xué)性能如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>實施例2合金各組分的重量百分比為5%A1.0.5%Mn,2%SiU%Ce,0.2%YUSrU%Sb,其余為Mg9995。按上述成分配制合金，將工業(yè)用鎂合金熔煉爐加熱至400-500°C，加入純鎂錠(Mg9995)、純鋁錠和純硅，待純鎂錠、鋁錠和純硅全部熔化攪拌后，加入預(yù)熱至20(TC左右的Al-Mn15、Mg-Ce35、Mg-Y25、Al-Sr3Q中間合金，合金全部熔化后，將合金液溫度升至730_780°C，加入純銻，攪拌后加入鎂合金精煉劑進(jìn)行精煉，保溫靜置20-60分鐘后，將合金液溫度降至690-760°C澆注成實心圓鑄錠進(jìn)行擠壓。合金錠在420°C進(jìn)行擠壓，擠壓速度為15m/min時，其擠壓終了產(chǎn)品的力學(xué)性能如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例3合金各組分的重量百分比為8%AlU%Mn,3%Si,2%Ce、l%Y、0.5%Sr、0.3%Sb,其余為Mg9995。按上述成分配制合金，將工業(yè)用鎂合金熔煉爐加熱至400-500°C，加入純鎂錠(Mg9995)、純鋁錠和純硅，待純鎂錠、鋁錠和純硅全部熔化攪拌后，加入預(yù)熱至20(TC左右的A1-Mn20,Mg-Ce50,Mg-Y90>A1-Sr20中間合金，合金全部熔化后，將合金液溫度升至730_780°C，加入純銻，攪拌后加入鎂合金精煉劑進(jìn)行精煉，保溫靜置20-60分鐘后，將合金液溫度降至690-760°C澆注成實心圓鑄錠進(jìn)行擠壓。合金錠在420°C進(jìn)行擠壓，擠壓速度為15m/min時，其擠壓終了產(chǎn)品的力學(xué)性能如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求一種用于高速擠壓的變形鎂合金，其特征在于，其組分的重量百分比為2-9％Al、0.1-1％Mn、0.1-3％Si、0.1-2％Ce、0.1-1％Y、0.1-1％Sr、0.1-1％Sb，其余為Mg9995。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速擠壓的變形鎂合金，其特征是，所述的Mg9995是指參照GB/T3499-2003，其雜質(zhì)元素Ni^0.001%,Cu^0.002%,Fe^0.003%。3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速擠壓的變形鎂合金的制備方法，其特征在于①首先將工業(yè)用鎂合金熔煉爐加熱，加入Mg9995、純鋁錠和純硅；②待純鎂錠、鋁錠和純硅全部熔化攪拌后，加入經(jīng)預(yù)熱的Al-Mn1(l_2(l、Mg-Ce25_5Q、Mg_Y25—90、Al_Sr10-3o中間合金；③合金全部熔化后，將合金液升溫，再加入Sb；④攪拌后加入鎂合金精煉劑進(jìn)行精煉；⑤保溫靜置后將合金液降溫，澆注成用于高速擠壓的變形鎂合金。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于高速擠壓的變形鎂合金的制備方法，其特征是，第①步中所述的加熱是指加熱至400-500°C。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于高速擠壓的變形鎂合金的制備方法，其特征是，第②步中所述的經(jīng)預(yù)熱的Α1-Μη1(1_2(1、Mg-Ce25_5Q、Mg-Y25,、Al-Sr10^30中間合金，是指預(yù)熱至180-220°C。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于高速擠壓的變形鎂合金的制備方法，其特征是，第③步中所述的將合金液升溫是指將合金液溫度升至730-780°C。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于高速擠壓的變形鎂合金的制備方法，其特征是，第⑤步中所述的保溫靜置是指保溫靜置20-60分鐘。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于高速擠壓的變形鎂合金的制備方法，其特征是，第⑤步中所述的將合金液降溫是指將合金液降溫至690-760°C。全文摘要一種金屬加工
技術(shù)領(lǐng)域：
的用于高速擠壓的變形鎂合金及其制備方法，該合金的組分的重量百分比為2-9％Al、0.1-1％Mn、0.1-3％Si、0.1-2％Ce、0.1-1％Y、0.1-1％Sr、0.1-1％Sb，其余為Mg9995。本發(fā)明制備所得合金可進(jìn)行擠壓速度不小于15m/min的高速擠壓生產(chǎn)，在擠壓過程中不會熔解，擠壓終了產(chǎn)品具有較高的力學(xué)性能，適用于車窗框架、座椅骨架等汽車部件；還可以擠壓成棒材，作為航空航天領(lǐng)域的零部件坯料。文檔編號C22C23/02GK101805866SQ201010152389公開日2010年8月18日申請日期2010年4月21日優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日發(fā)明者丁文江,彭立明,王迎新,蔣海燕申請人:上海交通大學(xué)