一种新型高导热压铸耐腐蚀镁合金，该镁合金的成分含量为Sm的含量为1.5〜6wt.%，Zn的含量为0.001〜0.5wt.%，Mn的含量为0.4〜2.5wt.%，其余为Mg。以Mg-Sm中间合金、Mg-Mn中间合金、纯Mg锭为原料，或以此为基础加入纯Zn锭组合制成多元镁合金。纯镁锭熔化后，根据所配置合金成分适当加入Mg-Mn中间合金、Mg-Sm中间合金，并依据需要加入纯Zn锭，采用镁合金专用精炼剂精炼后制成铸件或制成坯锭。本发明专利技术的镁合金在25℃条件下，时效后导热率大于100W/(m·K)，压铸铸锭抗拉强度为120〜140MPa，屈服强度大于100MPa，延伸率大于2%，可用作电子器件的散热系统结构材料及抗腐蚀与高导热适用场合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种导热率高耐腐蚀性好，且适合高压铸造的镁合金及其制备方法， 属于金属材料领域。
技术介绍
航空航天、汽车和3C产品上使用的散热材料不仅要求具有良好的导热性能，而且 要求密度低、强度高。室温下（20°C)纯镁的导热系数是156WAm*K)，镁进行合金化后， 其强度大幅度提高，导热系数随加入的合金元素不同，其降低程度也略不同，总体呈下降趋 势。商用镁合金Mg-Al系AZ91、AM60B、AZ80综合性能良好得到广泛运用，但其室温（20°C) 热导率小于61W. (m. ?'WE系具有优良的力学性能，能进行压铸生产，然而WE43、WE91、 EW75其20°C室温热导率均小于51W. (m.K)、常见的Mg-Zn系，如ZK60、ZE41A、ZC63A 的室温热导率（20°C)均大于100W. (m.K)4，表明Mg-Zn系中的Zn元素对纯Mg的热导 率影响较缓。而Zn与Mg具有相同的hep结构，具有很强的时效析出效果，但Mg-Zn系凝固 区间大、晶粒粗大，加工过程中易开裂，用于压铸的Mg-Zn合金几乎没有。 含锌、稀土的镁合金ZE41，其抗拉强度为205MPa、20°C时的导热系数为123. 1 W(m.K) ―1;CN101709418A(-种导热镁合金及其制备方法）中含锌、硅的镁合金，其抗拉 强度为265-380MPa、20°C时的导热系数大于100W. (mir1 ;CN101709418中添加RE，其 导热率并没有受严重影响，而RE合金因为其出色的熔体净化效果及良好的压铸成型性，使 得Mg-RE-Zn合金成为高导热压铸镁合金研宄的首选目标。Mg-Sm压铸镁合金与常用商用镁合金AZ91相比，一个很大问题是其耐腐蚀性能 差。其中杂质元素Ni\Co\Fe\Cu为其重要的影响因素。考虑添加适量的Mn元素能将杂质 元素置换，增加熔体的纯净度，从而提高Mg-Sm合金的耐腐蚀性。Mn价格低廉，不仅能置换 杂质，还能起到晶粒细化的效果，尤其是在变形加工过程中，其对晶粒细化的效果优于传统 的Mg-RE系细化剂Zr。故可以尝试在Mg-Sm系合金中应耐腐蚀与力学性能的要求添加Mn。专利CN102586662A指出，Mg-(1. 5-3wt. %)La- (0? 2-0. 6wt.%)Mn-(0? 5-1. 5wt. %) Zn可以用于压铸生产，室温热导率可能大于100W. (m.K) _1;而CN102312144A也是一 种Mg-RE-Mn系合金，这里它将添加元素Zn用Ca取代，将稀土La元素扩充，并将稀土和锰元 素的权利要求范围扩大到l〇wt. %。该合金主要是针对生物植入应用件开发。此外，去掉RE 元素的添加专利CN101392344A所代表的Mg-Zn-Mn-Ca系因其良好的生物相容性也被应用 与医药材料中。类似的专利还有CN101503764A与CN101629260A，他们同属于Mg-Zn-Mn-Ca 系，仅仅是所述权利中各元素配比范围不同。可见，Mg-Mn系性能优良，用途广泛，不仅可以 用于高导热的压铸件中，也可用于生物医药材料。 本专利技术专利的思想是将Mg-Mn系与Mg-Sm系的优点结合，据应用需求添加适量具 有强烈时效效果，且对热导率下降影响甚微的Zn元素，来开发具有高导热、耐腐蚀、综合性 能良好的可压铸镁合金。
技术实现思路
L本专利技术的目的 本专利技术的目的是提供一种导热率和比强度高、且耐腐蚀的镁合金，该镁合金材料在 20°C条件下，时效后导热率大于lOOWAm?K)，压铸铸锭抗拉强度为120 - 140MPa，屈服强 度大于lOOMPa，延伸率大于2%，可用作电子器件的散热系统结构材料及抗腐蚀与高导热适 用场合。 本专利技术的另一个目的是提供一种导热率和强度都比较高且耐腐蚀的镁合金的制 备方法。 2?本专利技术采用的技术方案 一种新型高导热压铸稀土镁合金，该镁合金的成分含量为：Sm的含量为1. 5 - 6wt. %，Mn的含量为0. 4 - 2. 5wt. %，Zn的含量为0. 001 - 0. 5wt. %，其余为Mg和不可避免的杂 质兀素。 在本专利技术的新型高导热压铸稀土镁合金中，所述的Sm的含量优选为为1. 5 - 6wt. %〇 在本专利技术的新型高导热压铸稀土镁合金中，所述的Mn的含量优选为0.4 - 2. 5wt. %〇 在本专利技术的新型高导热压铸稀土镁合金中，所述的Zn的含量优选为0.001 - 0. 5wt. %〇 在本专利技术的新型高导热压铸稀土镁合金中，其余含量为Mg及其它不可避免的杂 质兀素。 一种制备本专利技术的新型高导热压铸稀土镁合金的方法，该方法包括下述步骤： (1)按产品所需性能合理确定是否以Mg-Sm-Mn为基加入Zn生成Mg-Sm-Mn多元镁合 金。以纯镁锭作为镁合金中的镁元素的原料，以Mg-Sm中间合金作为镁合金中稀土元素的 原料，以Mg-Mn中间合金或纯Mn粉或MnCl2作为镁合金中锰元素的原料，以纯Zn锭作为镁 合金中锌元素的原料，上述镁合金成分按确定的多元镁合金中所需元素考虑烧损后，按照 重量百分比称取相应的原料； (2) 将全部纯镁锭放进井式电阻坩埚炉中，在保护气体SFjPN2下完全熔化，将镁熔液 温度控制在700 - 780°C之间； (3) 镁液温度升至700°C以上，将称量好的Mg-Mn中间合金单独或与Mg-Mn中间合金一 道在预热炉中预热到适宜温度后加入镁熔液中，保温直中间合金全部熔化，或在加入预热 后的Mg-Mn中间合金的同时加入Mn粉或者MnCl2恪剂； (4) 将称量好的Mg-Sm中间合金单独或与其它所需元素的中间合金一起在预热炉中预 热到适宜温度。镁液温度升至710°C以上，分别将预热后的原材料加入镁熔液中，保温直至 各合金原料全部熔化； (5) 镁液温度升至730°C以上，开始加入镁合金专用精炼剂进行精炼，精炼过程中，精 炼勺浸入镁合金液的2/3处，激烈的由上至下搅拌合金液直至液面出现镜面光泽为止。在 搅拌中，不断地往合金液面上撒精炼熔剂。精炼完毕，清除液面上的溶剂和浮渣，再轻轻撒 上一层覆盖剂。温度降至在730°C静置使夹杂充分上浮或下沉，进行扒渣； (6) 温度调至合适温度，将镁合金熔液浇注到充分预热过的金属型铸造模具中凝固成 铸件；或将镁合金熔液浇注到压铸机中进行高压铸造或者低压铸造生产压铸件；或进行挤 压生产；或进行轧制、锻造。 制备本专利技术的新型高导热压铸稀土镁合金的方法包括有熔炼过程和压铸过程以 及变形处理。其中，高压铸造过程：采用压铸机对熔炼好的高导热耐腐蚀镁合金进行高压铸 造。低压铸造过程：采用低压铸造机对熔炼后的熔液进行低压铸造。变形处理：利用挤压设 备进行挤压生产，或利用轧制设备进行轧制，利用锻造设备进行锻造。 一种制备本专利技术的新型高导热压铸稀土镁合金的方法，其中，熔炼过程和本专利技术 的高导热耐腐蚀镁合金的方法的步骤（1)-(5)相同，故省略。高压铸造、挤压、锻造、乳制过 程步骤分别为（7)、（8)、（9)、（10)。 (7)将精炼好的高导热耐腐蚀镁合金温度调至适宜温度，通过模温机将压铸金属 模具的温度调至160度以上，调整低速速度到合适，高速速度为2 - 10m/s，分型面铸造压 力为60 -lOOMPa。将本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型高导热压铸镁合金，该镁合金的成分含量为：Sm的含量为1.5〜6wt.%， Zn的含量为0. 001〜0.5wt.%， Mn的含量为0.4〜2.5wt.%，其余为 Mg。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周银鹏，李德江，赵华，曾小勤，
申请(专利权)人：苏州慧驰轻合金精密成型科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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