强塑性镁合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种强塑性镁合金，包括质量百分含量为3％的锡和余量的镁。本发明专利技术采用在镁基体中加入锡元素，同时严格限定Sn含量为镁基体质量的3％，以此得到的镁合金组织中具有鱼骨状的共晶组织(α‑Mg+Mg

Strong plasticity magnesium alloy and preparation method thereof

The present invention provides a strong plastic magnesium alloy comprising a tin with a mass content of 3% and a residual magnesium. The invention adopts the addition of tin element in the magnesium matrix, while the content of Sn is strictly limited the quality of magnesium alloy 3% with fishbone magnesium alloys in order to get the eutectic structures in the (alpha Mg+Mg

【技术实现步骤摘要】
强塑性镁合金及其制备方法
本专利技术涉及镁合金
，尤其涉及强塑性镁合金及其制备方法。
技术介绍
镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、导热导电性能好、阻尼减振、电磁屏蔽、易于加工成型、废料容易回收等优点，在汽车、电子通信、航空航天和国防军事等领域具有重要的应用价值，被称为21世纪“绿色工程材料”。目前，镁合金已开发了Mg-Al、Mg-Zn、Mg-RE、Mg-Mn多种系列，为了进一步提高镁合金的强度、韧塑性和抗腐蚀性能，常采用添加合金化元素或稀土元素来生成增强相或者细化晶粒，从而提高镁合金的力学性能。国内外广泛开展提高镁合金材料强度和塑性的工作，国内已有部分高校和企业分别研制出了一些高强度的稀土镁合金。然而由于稀土元素较多导致了材料的成本较高，竞争力差。既能够保证高强度和高塑性，又可控制低成本的镁合金有待于进一步开发。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供强塑性镁合金及其制备方法，本专利技术提供的镁合金，具有较高强度的同时具有优异的塑性性能。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种强塑性镁合金，包括质量百分含量为3％的锡和余量的镁。优选的，还包括质量百分含量为2％的铅组分。优选的，还包括质量百分含量为1.5％的锆组分。本专利技术还提供了上述技术方案所述的强塑性镁合金的制备方法，包括以下步骤：(1)将镁原料和锡原料混合，得到混合物；(2)调节所述步骤(1)得到的混合物的温度至680℃后除杂；(3)搅拌所述步骤(2)除杂的混合物后静置冷却，得到所述强塑性镁合金。优选的，所述步骤(1)中混合时的原料还包括铅原料。优选的，所述步骤(1)中混合时的原料还包括锆原料。优选的，所述步骤(3)中搅拌的时间为5～10min，所述搅拌的转速为50～100r/min。优选的，所述镁原料以镁液的形式提供，所述镁液的制备方法包括以下步骤：将镁锭在保护气氛下自300℃升温至600℃后保温10～20min，得到镁液。优选的，所述保护气氛由包括SF6和N2的混合气体提供，所述SF6和N2的体积比为1∶100。优选的，所述步骤(3)中冷却包括以下步骤：将所述静置后的混合物降温至660～670℃后浇注于温度为300℃的模具中冷却至室温。本专利技术提供了一种强塑性镁合金，包括质量百分含量为3％的锡和余量的镁。本专利技术采用在镁基体中加入锡元素，同时严格限定Sn含量为镁基体质量的3％，以此得到的镁合金组织中具有鱼骨状的共晶组织(α-Mg+Mg2Sn)、杆状的离异共晶组织Mg2Sn和球形颗粒状的第二相Mg2Sn，发生第二相强化，提高强度的同时塑性得到相应提高。本专利技术的实施例结果表明，本专利技术得到的镁合金抗拉强度和伸长率分别达到了123.15MPa和9.8％。进一步的，在Mg-3Sn合金中添加Pb元素，并限定铅的含量为镁基体质量的2％，Pb元素的引入，进一步影响合金中Mg2Sn相的析出及其形貌，Pb以固溶的形式融入到镁合金中，在凝固过程中，Sn和Pb集聚在液-固相接触处的靠近固相一侧，使得液-固界面处Sn的浓度变低，进而使得Mg2Sn相的析出和长大减缓，从而细化了晶界处的Mg2Sn相，提升合金的力学性能。进一步的，通过加入与Sn位于同一主族的且熔点低、与Mg可固溶的元素Pb以及具有良好晶粒细化效果的元素Zr，实现对镁合金强度和塑性的综合提高；镁基体质量的1.5％的Zr加入Mg-3Sn-2Pb合金中，使得合金中的Mg2Sn相沿晶界呈网状析出，显著提高镁合金合金的抗拉强度。具体实施方式本专利技术提供了一种强塑性镁合金，包括质量百分含量为3％的锡和余量的镁。本专利技术采用在镁基体中加入锡元素，同时严格限定Sn的质量百分含量为3％，以此得到的镁合金组织中具有鱼骨状的共晶组织(α-Mg+Mg2Sn)、杆状的离异共晶组织Mg2Sn和球形颗粒状的第二相Mg2Sn，发生第二相强化，提高强度的同时塑性得到相应提高。在本专利技术中，所述镁合金的组成优选为Mg-3Sn。本专利技术对所述镁组分和锡组分的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的即可。在本专利技术中，所述镁组分优选以镁锭的形式提供；所述镁锭中镁含量优选为不低于99.9wt％。在本专利技术中，所述锡组分优选以锡锭的形式提供；所述锡锭中锡含量优选为不低于99.9wt％。为了得到镁合金中锡组分的含量，本专利技术优选获取含有不同质量百分含量锡的镁合金。在本专利技术中，所述镁合金中锡的质量百分含量分别为1％、3％、5％和7％。本专利技术对所述镁合金的制备方法没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的镁合金制备方法即可。本专利技术对所述得到的镁锡合金优选进行拉伸力学性能测试，本专利技术拉伸性能测试按照国标GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》进行。本专利技术对所述镁锡合金进行拉伸性能测试时，优选采用板片状；本专利技术对所述板片状的具体尺寸没有特殊要求，按照所述拉伸测试标准进行限定。本专利技术实施例中，使用SUNS-UTM5105G型万能试验机对试样进行拉伸性能测试，通过试验机自带的载荷及位移传感器分别采集应力和应变信号，结合输入的试样尺寸，可利用计算机自动计算可得到材料的抗拉强度，试样的伸长率则通过测量试样断裂前后的尺寸直接得出；本专利技术在测试过程中每种合金优选至少做三组试验，以求取平均值。完成所述拉伸性能测试后，本专利技术得到不同含量锡组分的镁锡合金的拉伸性能结果，根据所述拉伸性能测试的结果，得到所述镁合金中锡组分的含量。在本专利技术中，所述镁合金优选还包括铅组分；在本专利技术中，所述铅组分的质量百分含量为2％。在本专利技术中，所述镁合金的组分优选为Mg-3Sn-2Pb。本专利技术对所述铅组分的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的的铅金属即可。在本专利技术的实施例中，所述铅组分具体采用铅锭；所述铅锭中铅含量优选为不低于99.9wt％。在本专利技术中，所述镁和锡的来源与上述技术方案所述的镁和锡一致，在此不再赘述。在本专利技术中，所述锡元素和铅元素优选以锡-铅合金的形式提供。当以锡-铅合金的形式提供时，所述锡-铅合金中各组分的含量优选以能满足镁合金中所述锡和铅的质量百分含量即可。为了得到镁合金中铅组分的含量，本专利技术优选以Mg-3Sn为基础，获取含有不同质量百分含量铅的镁合金。在本专利技术中，所述镁合金中铅的质量百分含量分别为0.25％、0.5％、0.75％、1％和2％。本专利技术对所述镁合金的制备方法没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的镁合金制备方法即可。本专利技术对所述得到的镁合金优选进行拉伸力学性能测试，所述拉伸力学性能测试过程与上述技术方案所述拉伸力学性能测试一致，在此不再赘述。完成所述拉伸性能测试后，本专利技术得到不同质量百分含量的铅的镁合金的拉伸性能结果，根据所述拉伸性能测试的结果，得到所述镁合金中铅的质量百分含量。在本专利技术中，所述镁合金优选包括锆组分；在本专利技术中，所述锆组分的质量百分含量优选为1.5％。在本专利技术中，所述镁合金的组成优选为Mg-3Sn-2Pb-1.5Zr。本专利技术对所述锆组分的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的的锆金属即可。在本专利技术的实施例中，所述锆组分具体采用锆锭；所述锆锭中锆的含量优选为不低于99.9wt％。在本专利技术中，所述镁、锡和铅的来源与上述技术方案所述的镁、锡和铅一致，在此不再赘述。在本专利技术中，所述锡组分、铅组分和锆组分优选以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强塑性镁合金，包括质量百分含量为3％的锡和余量的镁。

【技术特征摘要】
1.一种强塑性镁合金，包括质量百分含量为3％的锡和余量的镁。2.根据权利要求1所述的强塑性镁合金，其特征在于，还包括质量百分含量为2％的铅组分。3.根据权利要求2所述的强塑性镁合金，其特征在于，还包括质量百分含量为1.5％的锆组分。4.权利要求1所述的强塑性镁合金的制备方法，包括以下步骤：(1)将镁原料和锡原料混合，得到混合物；(2)调节所述步骤(1)得到的混合物的温度至680℃后除杂；(3)搅拌所述步骤(2)除杂的混合物后静置冷却，得到所述强塑性镁合金。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合时的原料还包括铅原料。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合时的原料还包括锆原料。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金辉，金培鹏，朱云鹏，唐彬彬，
申请(专利权)人：青海大学，
类型：发明
国别省市：青海,63