【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于金属材料领域，特别是关于一种高强可溶镁合金及其制备方法。
技术介绍
1、我国的页岩气和页岩油储量居世界前列，未来发展前景广阔，目前主流的水平井开采常用分段压裂技术可实现同时对多个地层的改造来提高单井产能，从而提高施工效率。该技术的一个关键部件是压裂工具，包括暂堵球、球座、桥塞和滑套等。部分矿井要求压裂工具在作业过程中需要具有较快的溶解速度以及较高的力学性能（抗拉强度≥400mpa，屈服强度≥280mpa，溶解速率60-90mg*cm-2*h-1）。现有的镁合金在制备过程中使用的挤压比较大，且在进行实际生产挤压时，由于挤压比达不到预定要求，因此现有的镁合金的强度性能会有所下降从而导致镁合金的抗拉强度则会小于400mpa。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高强可溶镁合金及其制备方法，该高强可溶镁合金抗拉强度及屈服强度高且具有良好的溶解速率。
2、为实现上述目的，本专利技术的实施例提供了一种高强可溶镁合金，其按照质量百分比包括如下组分：zn：0.5%-2.0%；cu：0.5%-1.5%；zr：0.2%-0.5%；ni：0.5%-1.5%，x：9.2%-13.0%；其余为mg及不可避免的杂质元素；其中所述x为轻稀土元素和重稀土元素的组合，所述轻稀土元素的质量百分比为：0.2%-2%，所述重稀土元素的质量百分比为：9%-11%。
3、在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述轻稀土元素选自la、ce和sm中的一种或多种。
4、在
5、本专利技术的另一实施例提供了一种高强可溶镁合金的制备方法，其包括：
6、配比原料：按比例选取镁锭、锌锭、镁锆中间合金、镁镍中间合金、镁铜中间合金、轻稀土合金和重稀土合金作为原料：
7、熔融铸造：将所述原料依次加入电阻炉并在720℃-750℃的温度下熔融；在750℃-770℃下，将熔融后的原料采用电磁半连续铸造法铸造为镁合金铸锭；
8、挤压预处理：对所述镁合金铸锭依次进行均匀化处理和预时效处理；
9、保温挤压：将经过均匀化处理和预时效处理的所述镁合金铸锭在350℃-450℃下保温4h-6h保温再进行挤压得到镁合金棒材；
10、挤压后处理：将挤压得到的所述镁合金棒材进行时效处理。
11、在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述轻稀土合金选自镁镧铈稀土中间合金和镁钐中间合金中的一种或多种。
12、在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述重稀土合金选自镁钇中间合金和镁钆中间合金中的一种或多种。
13、在本专利技术的一个或多个实施方式中，在熔融过程中，所述原料表面覆盖有熔剂；所述熔剂选自rj-2和rj-5中的一种或多种。
14、在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述电磁半连续铸造法的电流介于100a-120a之间，频率介于15hz-30hz之间。
15、在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述均匀化处理为：将所述镁合金铸锭在470℃-520℃下保温12h-16h后进行冷却降温；所述预时效处理为：将所述镁合金铸锭在190℃-210℃下保温48h-84h；所述时效处理为：将挤压得到的所述镁合金棒材在190℃-210℃下保温48h-72h。
16、在本专利技术的一个或多个实施方式中，所述镁合金棒材的挤压速度介于0.5mm/s-3mm/s之间；所述镁合金棒材的挤压比介于6-7之间。
17、与现有技术相比，根据本专利技术实施方式的高强可溶镁合金，其通过添加轻稀土元素，提高了镁合金熔体的净化程度；添加重稀土元素，提高了镁合金的强度以满足特定页岩油气井的工况需求，并且通过控制轻金属元素及重金属元素的质量百分比，使得高强可溶镁合金兼具优异的力学性能和良好的锭坯质量。从而，该高强可溶镁合金的抗拉强度及屈服强度更高，具有更好的力学性能。该高强可溶镁合金的制备方法，其方案简单，通过设置均匀化处理能够提升合金组织均匀性，减少偏析，使变形后的组织性能更为均匀。预时效处理能够引进预置第二相颗粒，为再结晶晶粒形核提供驱动力，使得变形后的组织具有更细的晶粒，从而提高镁合金的强度性能。时效处理增加了合金组织中的微米或纳米级析出相，进一步强化合金的强度性能。该高强可溶镁合金的制备方法能够保证高强可溶镁合金的力学性能不受挤压比的影响且具有良好的溶解速率。
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1.一种高强可溶镁合金，其特征在于，按照质量百分比包括如下组分：Zn：0.5%-2.0%；Cu：0.5%-1.5%；Zr：0.2%-0.5%；Ni：0.5%-1.5%，X：9.2%-13.0%；其余为Mg及不可避免的杂质元素；其中所述X为轻稀土元素和重稀土元素的组合，所述轻稀土元素的质量百分比为：0.2%-2%，所述重稀土元素的质量百分比为：9%-11%。
2.如权利要求1所述的高强可溶镁合金，其特征在于，所述轻稀土元素选自La、Ce和Sm中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的高强可溶镁合金，其特征在于，所述重稀土元素选自Y和Gd中的一种或多种。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的高强可溶镁合金的制备方法，其特征在于，包括：
5.如权利要求4所述的高强可溶镁合金的制备方法，其特征在于，所述轻稀土合金选自镁镧铈稀土中间合金和镁钐中间合金中的一种或多种。
6.如权利要求4所述的高强可溶镁合金的制备方法，其特征在于，所述重稀土合金选自镁钇中间合金和镁钆中间合金中的一种或多种。
7.如权利要求4所述的高强可溶镁合
8.如权利要求4所述的高强可溶镁合金的制备方法，其特征在于，所述电磁半连续铸造法的电流介于100A-120A之间，频率介于15Hz-30Hz之间。
9.如权利要求4所述的高强可溶镁合金的制备方法，其特征在于，所述均匀化处理为：将所述镁合金铸锭在470℃-520℃下保温12h-16h后进行冷却降温；所述预时效处理为：将所述镁合金铸锭在190℃-210℃下保温48h-84h；所述时效处理为：将挤压得到的所述镁合金棒材在190℃-210℃下保温48h-72h。
10.如权利要求4所述的高强可溶镁合金的制备方法，其特征在于，所述镁合金棒材的挤压速度介于0.5mm/s-3mm/s之间；所述镁合金棒材的挤压比介于6-7之间。
...【技术特征摘要】
1.一种高强可溶镁合金，其特征在于，按照质量百分比包括如下组分：zn：0.5%-2.0%；cu：0.5%-1.5%；zr：0.2%-0.5%；ni：0.5%-1.5%，x：9.2%-13.0%；其余为mg及不可避免的杂质元素；其中所述x为轻稀土元素和重稀土元素的组合，所述轻稀土元素的质量百分比为：0.2%-2%，所述重稀土元素的质量百分比为：9%-11%。
2.如权利要求1所述的高强可溶镁合金，其特征在于，所述轻稀土元素选自la、ce和sm中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的高强可溶镁合金，其特征在于，所述重稀土元素选自y和gd中的一种或多种。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的高强可溶镁合金的制备方法，其特征在于，包括：
5.如权利要求4所述的高强可溶镁合金的制备方法，其特征在于，所述轻稀土合金选自镁镧铈稀土中间合金和镁钐中间合金中的一种或多种。
6.如权利要求4所述的高强可溶镁合金的制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：乐启炽，王彤，张财淦，许瑞高，朱福生，林迎彬，廖启宇，赵大志，周晨阳，
申请(专利权)人：龙南龙钇重稀土科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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