【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于镁锂合金制备，具体涉及一种基于原位自生纳米相增强的超轻镁锂合金及其制备方法。
技术介绍
1、超轻镁锂合金的比重介于1.4-1.6，比塑料密度略高，强度通常为220~340mpa，阻尼大，是铝合金的十几倍，能吸收冲击能量，减震降噪效果好，可常温塑性加工成型，也可铸造成型和半固态注塑成型，有利于金属轻量化应用。
2、现有文献cn107779708b公开了一种高强度超轻镁锂合金，由以下质量百分比的成分组成：li：5-9wt.％、nd：4-6wt.％、ni：2-4wt.％、mn：1-2wt.％，余量为mg以及不可避免的杂质元素；其中，不可避免杂质元素主要为fe、cu、si等，总量≤0.03％。虽然该超轻镁锂合金的性能较常规超轻镁锂合金的力学性能有所提升，但其长时间放置后的抗拉强度下降幅度较大。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于一种基于原位自生纳米相增强的超轻镁锂合金及其制备方法，有效解决了超轻镁锂合金长时间放置后的抗拉强度下降幅度较大的问题。
2、本专利技术采用了如下技术方案。
3、一种基于原位自生纳米相增强的超轻镁锂合金，它的各元素质量百分比为：li占比9-12%，al占比2-3.5%，nd占比0.5-1%，er占比0.15%-0.5%，dy占比0.05-0.2%，y占比0.5-1.5%，zr占比0.1-0.5%，zn占比0.5-1.5%、la占比0.1-0.5%，余量为mg和不可避免的杂质；其中，稀土元素总量在2wt.%以下；所述超
4、作为优选方案之一，li占比11.5%，al占比2.1%，nd占比0.6%，er占比0.3%，dy占比0.15%，y占比0.6%，zr占比0.3%，zn占比0.8%、la占比0.2%，余量为mg和不可避免的杂质。
5、作为优选方案之二，li占比9.5%，al占比1.9%，nd占比0.8%，er占比0.4%，dy占比0.2%，y占比0.9%，zr占比0.5%，zn占比1%、la占比0.5%，余量为mg和不可避免的杂质。
6、前述超轻镁锂合金的制备方法，步骤包括：
7、s1、真空熔炼，按照合金中各组分质量百分比进行配料，采用真空感应熔炼炉进行合金熔炼，全程保持氩气保护，采用搅拌方式使熔体均匀后，浇铸于单锭模具中，得铸锭；
8、s2、均匀化处理，将所得铸锭置于真空热处理炉中进行（380℃~400℃）×（8h~12h）的均匀化处理；
9、s3、开坯锻造，将均匀化处理后的铸锭车去外氧化皮，进行开坯锻造；开坯锻造工艺为三墩三拔，模具温度为320℃，坯料在300℃的热处理炉中保温3h后进行锻造，墩拔比为1.54，最终制备得到直径220~240mm的锻坯；
10、s4、挤压，将所得锻坯车去外氧化皮，车成直径不大于240mm的圆锭；将挤压模具和锻坯置于250℃保温炉中保温1.5~2h，取出后采用挤压机进行挤压，得挤压棒材，挤压比为（16~20）：1，挤压速率为0.5~1mm/s；
11、s5、热处理，将所得挤压棒材置于热处理炉中进行（50~100）℃×（40-120）h的保温后水冷，使纳米alli相优先充分析出，并抑制mglizn或mglial这种软化相的形成。
12、前述超优选方案之一对应的轻镁锂合金的制备方法，步骤包括：
13、s11、真空熔炼，按照合金中各组分质量百分比进行配料，采用真空感应熔炼炉进行合金熔炼，全程保持氩气保护；先将纯镁、纯锂、纯铝以及mg-30y、mg-30nd、mg-30zr、mg-30la、mg-30dy、mg-30er、mg-30zn中间合金置于坩埚中，待其熔化后加入yal2颗粒，然后采用物理搅拌和超声搅拌相结合的方法使熔体均匀后，浇铸于单锭模具中；
14、s12、均匀化处理，将所得铸锭置于真空热处理炉中进行400℃×12h的均匀化处理；
15、s13、开坯锻造，将均匀化处理后的铸锭车去外氧化皮，进行开坯锻造；开坯锻造工艺为三墩三拔，模具温度为320℃，坯料在300℃的热处理炉中保温3h后进行锻造，墩拔比为1.54，最终制备得到直径220mm的锻坯；
16、s14、挤压，将所得锻坯车去外氧化皮，车成直径不大于240mm的圆锭；将挤压模具和锻坯置于250℃保温炉中保温2h，取出后采用600t挤压机进行挤压，得挤压棒材，挤压比为20：1，挤压速率为0.5mm/s；
17、s15、热处理，将所得挤压棒材置于热处理炉中进行100℃×100h的保温后水冷，使纳米alli相充分析出。
18、前述超优选方案之二对应的轻镁锂合金的制备方法，步骤包括：
19、s11、真空熔炼，按照合金中各组分质量百分比进行配料，采用真空感应熔炼炉进行合金熔炼，全程保持氩气保护；先将纯镁、纯锂、纯铝、mg-30y、mg-30nd、mg-30zr等中间合金置于坩埚中，待其熔化后加入yal2颗粒，然后采用物理搅拌和超声搅拌相结合的方法使熔体均匀后，浇铸于单锭模具中；
20、s12、均匀化处理，将所得铸锭置于真空热处理炉中进行400℃×11.5h的均匀化处理；
21、s13、开坯锻造，将均匀化处理后的铸锭车去外氧化皮，进行开坯锻造；开坯锻造工艺为三墩三拔，模具温度为320℃，坯料在310℃的热处理炉中保温3h后进行锻造，墩拔比为1.54，最终制备得到直径220mm的锻坯；
22、s14、挤压，将所得锻坯车去外氧化皮，车成直径不大于240mm的圆锭；将挤压模具和锻坯置于250℃保温炉中保温2h，取出后采用600t挤压机进行挤压，得挤压棒材，挤压比为20：1，挤压速率为0.5mm/s；
23、s15、热处理，将所得挤压棒材置于热处理炉中进行50℃×50h的保温后水冷。
24、有益效果：本专利技术工艺简单、能够工业化生产应用，采用本专利技术方案制得的镁锂合金，具有超轻（密度低于1.55g/cm3）、高塑性（室温断后伸长率40%以上）、稳定性高（放置两年后性能保持95%以上）等优势。本专利技术有效降低了合金的密度，对提高构件的机动性作用显著，且β-li的存在可以大幅度提高合金的变形能力和延伸率，为该材料在各种异形复杂构件上的应用奠定了基础；同时通过多种稀土元素与aly2的协同作用，充分发挥固溶强化和沉淀强化作用，使该合金保持超低密度的同时提升了合金的强度；通过合金成分优化以及后续特定时效稳定处理的共同配合，促进纳米alli相优先充分析出，并阻碍mglizn或mglial这种软化相的形成，有效增加了该合金的性能稳定性，解决了目前镁锂合金面临的显著性能衰减难题。
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1.一种基于原位自生纳米相增强的超轻镁锂合金，其特征在于，它的各元素质量百分比为：Li占比9-12%，Al占比2-3.5%，Nd占比0.5-1%，Er占比0.15%-0.5%，Dy占比0.05-0.2%，Y占比0.5-1.5%，Zr占比0.1-0.5%，Zn占比0.5-1.5%、La占比0.1-0.5%，余量为Mg和不可避免的杂质；其中，稀土元素总量在2wt.%以下；所述超轻镁锂合金中主要有α-Mg相、β-Li相、MgLi2Al相、原位自生纳米AlLi相，以及富稀土相。
2.根据权利要求1所述的超轻镁锂合金，其特征在于：Li占比11.5%，Al占比2.1%，Nd占比0.6%，Er占比0.3%，Dy占比0.15%，Y占比0.6%，Zr占比0.3%，Zn占比0.8%、La占比0.2%，余量为Mg和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的超轻镁锂合金，其特征在于：Li占比9.5%，Al占比1.9%，Nd占比0.8%，Er占比0.4%，Dy占比0.2%，Y占比0.9%，Zr占比0.5%，Zn占比1%、La占比0.5%，余量为Mg和不可避免的杂质。
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5.如权利要求2所述超轻镁锂合金的制备方法，其特征在于，步骤包括：
6.如权利要求3所述超轻镁锂合金的制备方法，其特征在于，步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于原位自生纳米相增强的超轻镁锂合金，其特征在于，它的各元素质量百分比为：li占比9-12%，al占比2-3.5%，nd占比0.5-1%，er占比0.15%-0.5%，dy占比0.05-0.2%，y占比0.5-1.5%，zr占比0.1-0.5%，zn占比0.5-1.5%、la占比0.1-0.5%，余量为mg和不可避免的杂质；其中，稀土元素总量在2wt.%以下；所述超轻镁锂合金中主要有α-mg相、β-li相、mgli2al相、原位自生纳米alli相，以及富稀土相。
2.根据权利要求1所述的超轻镁锂合金，其特征在于：li占比11.5%，al占比2.1%，nd占比0.6%，er占比0.3%，d...
【专利技术属性】
技术研发人员：高诗情，彭星，邢志辉，李明，夏祥生，刘鹏，万元元，杜传航，张菲玥，王艳彬，柴舒心，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团西南技术工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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