一種鎂鋰合金電化學性能的控制方法以及鎂鋰合金的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鎂鋰合金電化學性能的控制方法以及鎂鋰合金，屬于鎂鋰合金制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]Mg-Li合金屬于超輕金屬材料，其密度只有鋁合金的1/2，是傳統(tǒng)鎂合金的3/4，Mg-Li合金具有密度低、比強度、比剛度、比彈性模量高等特色，且具有很好的鑄造性能和切削加工性能。因而其壓鑄件被廣泛應(yīng)用于汽車制造、航空航天、通訊、光學儀器和計算機制造業(yè)。
[0003]近年來，Mg-Li合金在大型、薄型的乘用車以及船舶中得到了廣泛應(yīng)用，其特別適合用于制造大型、薄型乘用車的箱體、框架、壁架、車身以及船舶的船體。然而，在乘用車以及船舶的實際使用中，人們發(fā)現(xiàn):由于車身、船體以及其他關(guān)鍵零部件常常暴露于Na+和Cl—存在的惡劣環(huán)境中，車身、船體以及其他關(guān)鍵部件常常受到腐蝕，破壞了乘用車以及船體的美觀性，并嚴重降低了乘用車以及船體的整體使用壽命。
[0004]綜上所述，如何提高Mg-Li合金的抗腐蝕性能是現(xiàn)有技術(shù)中還沒有解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中鑄態(tài)鎂鋰合金抗腐蝕性能較差的技術(shù)缺陷，從而提供一種能夠提高鎂鋰合金的包括抗腐蝕性能在內(nèi)的電化學性能的控制方法。
[0006]本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中鑄態(tài)鎂鋰合金抗腐蝕性能較差的技術(shù)缺陷，從而提供一種具有較高的抗腐蝕性能的鎂鋰合金。
[0007]為此，本發(fā)明提供一種鎂鋰合金電化學性能的控制方法，對鑄態(tài)鎂鋰合金坯料進行擠壓操作，所述擠壓操作包括如下步驟:(I)將鎂鋰合金坯料加熱至300°c -350°c; (2)將擠壓模具加熱至420°C -460°C ； (3)將包圍在擠壓模具外圍的擠壓筒加熱至300°C -400°C ；
(4)采用上述溫度的擠壓模具、擠壓筒對上述溫度的鎂鋰合金坯料進行擠壓以形成具有一定截面尺寸的鎂鋰合金型材；(5)將鎂鋰合金型材保溫60-100min。
[0008]所述步驟(4)中，鎂鋰合金坯料的擠壓比為13:1-16:1。
[0009]所述步驟(I)中，鎂鋰合金坯料包括如下質(zhì)量百分比的組分:L1:0-20%，A1:0.8% -1.5% ,Pb:0.6% -1.6%，Μη:0.6% -1.6%，余量為 Mg 和雜質(zhì)。
[0010]所述鎂鋰合金坯料為Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金坯料、Mg-5L1-Al-Pb_Mn合金坯料、Mg-3L1-Al-Pb_Mn合金還料、Mg-L1-Al-Pb-Mn合金還料中的一種。
[0011]所述步驟(3)中，擠壓筒的溫度為310 °C、330 °C、350 °C、370 °C中的一種。
[0012]所述步驟(3)中，將鎂鋰合金坯料擠壓成板材。
[0013]所述步驟(3)中，將鎂鋰合坯料擠壓成截面積為10-20mm的板材。
[0014]本發(fā)明還提供一種鎂鋰合金，該種鎂鋰合金采用上述任一項所述的擠壓方法控制其電化學性能。
[0015]所述鎂鋰合金在0.7mol/L-1.0mol/L NaCl溶液中的腐蝕電位范圍為-1.8V至-1.4V，和/或所述鎂鋰合金在0.7mol/L-l.0moI/L NaCl溶液中的開路電位范圍為-1.8V至-1.5Vo
[0016]所述鎂鋰合金在0.7mol/L-l.0moI/L NaCl溶液中的恒電流氧化電位范圍-1.6V至0V，和/或所述鎂鋰合金在0.7mol/L-l.0moI/L NaCl溶液中的電化學阻抗范圍30-160 Ω.cm2。
[0017]本發(fā)明提供的鎂鋰合金的擠壓方法以及鎂鋰合金具有如下優(yōu)點:
[0018]1.本發(fā)明提供的鎂鋰合金電化學性能的控制方法，突破了傳統(tǒng)的單純使用鑄態(tài)鎂鋰合金的思路，對鑄態(tài)鎂鋰合金坯料進行擠壓操作，通過控制合金坯料的溫度、擠壓筒的溫度、擠壓模具的溫度、保溫時間等因素，使得擠壓后的鎂鋰合金在0.7mol/L-l.0mol/LNaCl溶液中的腐蝕電位達到-1.8V至-1.4V、開路電位達到-1.8V至-1.5V、恒電流氧化電位達到-1.6V至0V、電化學阻抗達到30-160 Ω.cm2，相比于純鑄態(tài)的鎂鋰合金，電化學性能得到大幅度提升。
[0019]2.本發(fā)明的鎂鋰合金的擠壓方法，由恒電流氧化曲線可以看出，隨著氧化電流的增加相應(yīng)的電位正移，電流密度為1mA.CnT2時，各種成分的合金放電平穩(wěn)，隨著放電電流的增加，計時電位曲線出現(xiàn)比較劇烈的上下波動。比較相同成分的鑄態(tài)合金和擠壓合金的放電性能，放電電流為20mA時，擠壓筒溫度為370 °C擠壓的Mg-8L1-Al-Pb_Mn合金的電位為最負，為-1.1V，比鑄態(tài)合金正移0.3V，其他溫度擠壓筒的擠壓態(tài)合金恒電流氧化的電位均比鑄態(tài)的發(fā)生正移。
[0020]3.本發(fā)明的鎂鋰合金的擠壓方法，從合金恒電流氧化后的交流阻抗圖可以看出，310°C和330°C擠壓后的Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金的電阻分別為150 Ω和125 Ω，而鑄態(tài)的Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金的電阻為110 Ω。擠壓態(tài)的合金放電后的電阻均大于相應(yīng)的鑄態(tài)合金的電阻。
[0021]4.本發(fā)明鎂鋰合金的擠壓方法，將所述步驟(3)中，將鎂鋰合金坯料擠壓成板材，便于加工，并且可以保證鎂鋰合金相對均勻的電化學性能。
[0022]5.本發(fā)明的鎂鋰合金的擠壓方法，從實驗結(jié)果可以看出，在Na+和Cl-存在的環(huán)境中，隨著Li含量的增加，擠壓筒溫度為310°C擠壓后的Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金有著更好的性能，因此更適用于乘用車車身及新能源車輛其他關(guān)鍵零部件的制造，以及海洋的船舶的制造。
[0023]需要說明的是，本發(fā)明中，如不進行特殊說明，擠壓比均是指鎂鋰合金坯料擠壓前后的橫截面積之比。
[0024]本發(fā)明中，Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金還料是指Mg、L1、Al、Pb、Mn的摩爾比為1:8:1:1:1的合金還料；Mg-5L1-Al-Pb_Mn合金還料是指Mg、L1、Al、Pb、Mn的摩爾比為1:5:1:1:1的合金還料；Mg-3L1-Al-Pb_Mn合金還料是指Mg、L1、Al、Pb、Mn的摩爾比為1:3:1:1:1的合金還料;Mg-L1-A1-Pb-Mn合金還料是指Mg、L1、Al、Pb、Mn的摩爾比為1:1:1:1:1的合金還料。
[0025]在本發(fā)明中，步驟(1)、(2)、(3)、(4)并不代表從前向后的先后順序，而只是為了敘述方便進行的表達。
【附圖說明】
[0026]圖1是利用實施例1、2、3、4所述的擠壓方法擠壓后Mg-8L1-Al-Pb_Mn合金的穩(wěn)態(tài)極化曲線圖；
[0027]圖2是利用實施例1、2、3、4所述的擠壓方法擠壓后Mg-8L1-Al-Pb_Mn合金的開路電位隨時間的變化曲線圖；
[0028]圖3是利用實施例1所述的擠壓方法擠壓后Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金的計時電位曲線圖；
[0029]圖4是利用實施例2所述的擠壓方法擠壓后Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金的計時電位曲線圖；
[0030]圖5是利用實施例3所述的擠壓方法擠壓后Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金的計時電位曲線圖；
[0031]圖6是利用實施例4所述的擠壓方法擠壓后Mg-8L1-Al-Pb-Mn合金的計時電位曲線圖；
[0032]圖7是利用實施例1、2、3、4所述的擠壓方法擠壓后Mg-8L1-Al-Pb_Mn合金的交流阻抗圖；
[0033]圖8為利用實施例5、6、7所述的擠壓方法擠壓得到的三種擠壓態(tài)合金的穩(wěn)態(tài)極化曲線圖；
[0034]圖9為利用實施例5、6、7所述的擠壓方法擠壓得到的三種擠壓態(tài)合金的開路電位隨時間的變化曲線圖；
[0035]圖10為利用實施例5、6、7所述的擠壓方法擠壓得到的三種擠壓態(tài)合金的交流阻抗圖。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的鎂鋰合金的擠壓方法，以及利用本發(fā)明的鎂鋰合金的擠壓方法擠壓后的鎂鋰合金的電化學性能進行詳細說明。
[0037]實施例1
[0038]本實施例提供一種鎂鋰合金的擠壓方法，包括如下步驟:
[0039]A.將 Mg-8L1-Al-Pb-Mn 合金坯料加熱到 320°C保溫 1.5h ；
[0040]B.將擠壓模具加熱至450°C ；
[0041]C.將包圍模具的擠壓筒溫度加熱至310°C ；
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