一种含微量稀土元素镱的镁合金制造技术

本实用新型专利技术公开了一种含微量稀土元素镱的镁合金，所述镁合金中镱的质量百分数为1.0~2.0%，制备步骤包括熔炼

【技术实现步骤摘要】
一种含微量稀土元素镱的镁合金


[0001]本技术涉及镁合金材料领域，特别是涉及一种含微量稀土元素镱的镁合金。

技术介绍

[0002]镁是最轻的结构材料，在航空航天、交通运输、3C电子、生物医疗等领域具有广阔的应用前景。然而，虽然镁合金拥有比强度、比刚度高、机械加工性能好的优点，但作为工程结构件，它的强度等力学指标比较起钢和铝等传统材料还是有很大的差距，绝对强度不足是制约镁及其合金作为结构材料广泛应用的一大瓶颈。如何低成本高效益的提升镁及其合金的强度，使其满足极端场合的服役要求是国内外讨论的热点。研究表明，稀土合金化和特种加工工艺带来的固溶、细晶、第二相和弥散强化效果可显著提升镁基体强度。然而，稀土作为重要的战略资源储量有限，成本高不适合大量添加，而特种加工工艺如等通道角挤压等设备复杂、加工效率较低，不适合大规模使用。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本技术的目的是提供一种含微量稀土元素的低成本高强度镁合金。
[0004]本技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种含微量稀土元素镱的镁合金，其特征在于：合金中含稀土元素镱质量百分比为1.0~2.0%，其余为镁；其制备过程为熔炼
→
固溶
→
挤压；
[0006]1）所述熔炼为：在SF6＋CO2混合气体保护下熔化纯镁，待充分溶解后在750~770
ꢀº
C加入含Yb量为最终熔炼合金设计质量百分比含量1.0~2.0 %的Mg
‑
Yb中间合金，利用螺旋电磁场连续搅拌5~10 min，随后在700~710
ꢀº
C静置保温15~20 min除渣，随后出炉浇注并自然冷却至室温；
[0007]2）所述固溶为：在400 ℃保温24~48 h，确保坯料无氧化过热和过烧，随后出炉水冷至室温；
[0008]3）所述挤压为：将固溶处理后的坯料加热至300~350 ℃，待温度均匀后以15~30:1的挤压比进行热挤压，挤压完成后快速水冷至室温。
[0009]进一步，所述的一种含微量稀土元素镱的镁合金，其特征在于最终合金平均晶粒尺寸≤10 μm，合金抗拉强度≥ 280 MPa，屈服强度≥ 200 MPa。
[0010]本方法具有的有益效果在于：
[0011]1) 通过微量稀土合金化结合针对性的热处理和挤压工艺设计，使本合金较纯镁强度显著提升。其抗拉强度≥ 280 MPa，屈服强度≥ 200 MPa；
[0012]2) 该合金成分简单、稀土添加量低，成本可控。本材料制备工艺简单通用，具有节约能源，流程短，装备常规易得，成本低的优点，具有复杂变形方法不具备的优势。
附图说明
[0013]图1为本制备技术工艺流程；
[0014]图2为采用本技术制备的挤压态Mg
‑
2.0Yb（wt%）合金的拉伸力学性能曲线和微观组织（EBSD IPF图）。
具体实施方式
[0015]以下通过具体实例对本专利技术的技术方案进行进一步说明，但不用于限制本专利技术的范围(注：下述实施例中的百分数均为质量百分比)。
[0016]实施例一：
[0017]该例镁合金各组分及其质量百分比为：Yb 1.0%其余为Mg，记为Mg
–
1.0 Yb；
[0018]所述一种含微量稀土元素镱的镁合金，其制备过程包含熔炼、固溶、挤压三个步骤（如图1所示）：
[0019]所述熔炼为：在SF6＋CO2混合气体保护下熔化纯镁，待充分溶解后在760
ꢀº
C加入含Yb量为最终熔炼合金设计质量百分比含量1.0 %的Mg
‑
Yb中间合金，利用螺旋电磁场连续搅拌8 min，随后在710
ꢀº
C静置保温20 min除渣，随后出炉浇注并自然冷却至室温；
[0020]所述固溶为：在400 ℃保温24 h，确保晶内分布的粗大第二相回溶且晶粒无异常长大，随后出炉水冷至室温；
[0021]所述挤压为：将固溶处理后的坯料加热至300 ℃，待温度均匀后以15:1的挤压比进行热挤压，挤压完成后快速水冷至室温；
[0022]进一步，所述的一种含微量稀土元素镱的镁合金，其特征在于最终合金平均晶粒尺寸为3.35 μm，合金抗拉强度~287 MPa，屈服强度为~244 MPa。
[0023]实施例二：
[0024]该例镁合金各组分及其质量百分比为：Yb 1.5%其余为Mg，记为Mg
–
1.5 Yb；
[0025]所述一种含微量稀土元素镱的镁合金，其制备过程包含熔炼、固溶、挤压三个步骤：
[0026]所述熔炼为：在SF6＋CO2混合气体保护下熔化纯镁，待充分溶解后在770
ꢀº
C加入含Yb量为最终熔炼合金设计质量百分比含量1.5 %的Mg
‑
Yb中间合金，利用螺旋电磁场连续搅拌10 min，随后在710
ꢀº
C静置保温18 min除渣，随后出炉浇注并自然冷却至室温；
[0027]所述固溶为：在400 ℃保温48 h，确保晶内分布的粗大第二相回溶且晶粒无异常长大，随后出炉水冷至室温；
[0028]所述挤压为：将固溶处理后的坯料加热至350 ℃，待温度均匀后以30:1的挤压比进行热挤压，挤压完成后快速水冷至室温；
[0029]进一步，所述的一种含微量稀土元素镱的镁合金，其特征在于最终合金平均晶粒尺寸为2.47 μm，合金抗拉强度~301 MPa，屈服强度为~277 MPa。
[0030]实施例三：
[0031]该例镁合金各组分及其质量百分比为：Yb 2.0%其余为Mg，记为Mg
–
2.0 Yb；
[0032]所述一种含微量稀土元素镱的镁合金，其制备过程包含熔炼、固溶、挤压三个步骤：
[0033]所述熔炼为：在SF6＋CO2混合气体保护下熔化纯镁，待充分溶解后在750
ꢀº
C加入含
Yb量为最终熔炼合金设计质量百分比含量2.0 %的Mg
‑
Yb中间合金，利用螺旋电磁场连续搅拌5 min，随后在710
ꢀº
C静置保温15 min除渣，随后出炉浇注并自然冷却至室温；
[0034]所述固溶为：在400 ℃保温24 h，确保晶内分布的粗大第二相回溶且晶粒无异常长大，随后出炉水冷至室温；
[0035]所述挤压为：将固溶处理后的坯料加热至300 ℃，待温度均匀后以15:1的挤压比进行热挤压，挤压完成后快速水冷至室温；
[0036]进一步，所述的一种含微量稀土元素镱的镁合金，其特征在于最终合金平均晶粒尺寸为2.22 μm，合金抗拉强度~316 MPa，屈服强度为~304 MPa（如图2所示）。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含微量稀土元素镱的镁合金，其特征在于：合金中含稀土元素镱质量百分比为1.0~2.0%，其余为镁；其制备过程为熔炼
→
固溶
→
挤压；1）所述熔炼为：在SF6＋CO2混合气体保护下熔化纯镁，待充分溶解后在750~770
ꢀº
C加入含Yb量为最终熔炼合金设计质量百分比含量1.0~2.0 %的Mg
‑
Yb中间合金，利用螺旋电磁场连续搅拌5~10 min，随后在700~710

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋静雯，钟惠玲，李路，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：新型
国别省市：