专利名称：一种高强度高塑性镁合金的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高强度高塑性镁合金，属于轻金属镁合金材料技术领域。
背景技术：
镁合金作为最轻的金属结构材料，具有高比强、高比模、高阻尼、电磁屏蔽以及优异的铸造、切削加工性能，是继钢铁和铝合金之后最有发展潜力的新型结构材料，在航天、汽车、军工和其他行业中备受青睐。然而，常用的镁合金强度低，塑性变形能力差，在诸多方面制约着镁合金的发展及应用。因此，急需开发一种新型高强度高塑性镁合金。专利200910191457. 4公开了一种高强度高塑性镁合金，其质量百分比为
I.3-2. 5%Mn，2-6% Gd，O. l_6%Zr，余量为Mg及不可避免的杂质，根据所提供的实例，合金挤压态下的平均抗拉强度为216MPa，延伸率为35%。专利200810195065. O提供了一种高塑性镁合金及其制备方法，其质量百分比为0.5-4% Sn,O. 1-6% Pb,O. 05-6% Zr，其余为Mg，根据所提供的实例，合金铸态下的抗拉强度范围为110-170MPa，延伸率为9_22%。这些专利提供了高强度高塑性镁合金，然而也存在一些不足之处，首先合金中含有含量较高的价格昂贵的稀土元素，使得合金的经济成本明显增加，其次就是含有对土壤有害的重金属元素，不同程度的限制了镁合金的发展与应用。综上所述，现在开发出来的高塑性镁合金存在成本高，成型苛刻，或者是含有对土壤有害的重金属元素Pb等元素，使得镁合金的应用受到了不同程度的限制。因此，探索和开发一种具有经济效益的高强度高塑性镁合金，能够进一步适应市场需求，并在很大程度上扩展镁合金的应用领域，具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有高塑性镁合金的不足之处，提供一种简单可靠，易于推广的低成本、高强度高塑性的镁合金，本发明的技术方案是一种具有室温高强度高塑性镁合金，其化学成分按质量百分比为2— 8%Sn，0— 6%A1，0— 6%Zn，0. 1—0. 8%Sb，余量为Mg及不可避免的杂质。所述的高强度高塑性的镁合金由镁锭、锡锭、铝锭、锌锭和锑锭熔炼而成，不排除加入少量的Mn、Si、RE等元素。本发明优选配方质量百分比为3— 5%Sn，3— 6%A1，3— 5%Zn，0. 4%Sb，余量为Mg及不可避免的杂质。其中Sn与Sb在高温下熔于Mg形成弥散相强化基体与晶界，Al与Zn进一步改善合金的力学性能。本发明所添加的合金元素成本低，强度塑性高。本发明高强度高塑性镁合金的制备实施方法包括如下步骤。I) 将镁锭、锡锭、铝锭、锌锭和锑锭按照目标合金中的组分含量百分比进行配料，熔炼前放入120°C左右的烘干箱中预热。2)将干锅加热至760°C左右，放入步骤I)中预热的镁锭，并通入CO2和SF6混合气体保护。CO2和SF6的体积比为98 :2。
3) 待至镁锭溶化后，将温度调至720°C左右，保温5分钟后放入锡锭和锑锭，大约3分钟后再放入招锭或者锌锭。4) 保温15分钟左右，保证加入的合金元素充分熔化，撇去熔体表面浮渣，再充分机械搅拌2分钟左右，以保证合金液体均匀混合。5) 搅拌后高温静置15分钟，再次撇去熔体表面浮渣，然后直接浇注到预热至250°C左右的金属模具中成型，得到目标合金。本发明与目前现有技术相比有一下优点与有益效果。I、本发明的镁合金铸造工艺简单，只需普通重力铸造即可直接使用。2、本发明的镁合金具有高强度高塑性，不含贵金属元素及昂贵的稀土元素，也不含有毒性的元素Pb，仅用廉价的Sn、Al、Zn和Sb元素，成本经济底，易于推广使用。3、本发明的镁合金在铸态下，抗拉强度可达250MPa，延伸率可达21%，不需要热处理，可直接使用。
具体实施例方式下面结合实例对本发明作进行进一步的描述，以下实例中给出质量百分含量的范围，表示原料可在此范围内任意取量，每个实例都可形成多种用量关系，具体情况见表I。实施例类一一种Mg-Sn-Al-Sb高强度高塑性镁合金，其质量百分比为3%Sn，3-5%Al，0. 4%Sb，余量为Mg及不可避免的杂质。合金的铸态抗拉强度可达215-220MPa，延伸率可达16-18%。·实施例类二 一种Mg-Sn-Zn-Sb高强度高塑性镁合金，其质量百分比为3_5%Sn，3-5%Zn，O. 4%Sb，余量为Mg及不可避免的杂质。合金的铸态抗拉强度可达215_240MPa，延伸率可达16-18%。 实施例类三一种Mg-Sn-Al-Zn-Sb高强度高塑性镁合金，其质量百分比为3-5%Sn，I. 5-3%Al，I. 5_3%Zn，0. 4%Sb，余量为Mg及不可避免的杂质。合金的铸态抗拉强度可达220-250MPa，延伸率可达18_21%。下表为不同成分镁合金的塑韧性指标参数，其中对比合金为现有技术产品，实施例中的合金为本发明技术产品。表I对比例和实施例的室温力学性能
权利要求
1.一种高强度高塑性镁合金，其特征在于，该合金的化学成分按质量百分比为2—8%Sn, O— 6%A1,0— 6%Zn, O. 1—0. 8%Sb，余量为Mg及不可避免的杂质。
2.根据权利要求I所述的高强度高塑性镁合金，其特征在于，所述的镁合金所含有的Al和Zn的总量范围为3-6%。
3.根据权利要求I和2所述的高强度高塑性镁合金，其特征在于，优选配方质量百分比为3 — 5%Sn，3—6%A1,3—5%Zn, O. 4%Sb，余量为Mg及不可避免的杂质。
全文摘要
本发明公开一种具有室温高强度高塑性镁合金，涉及金属材料领域。该合金的化学成分按质量百分比为2—8%Sn，0—6%Al，0—6%Zn，0.1—0.8%Sb，余量为Mg及不可避免的杂质。本发明以相对低廉的金属元素Sn、Zn、Al和Sb进行合金化，通过向Mg熔体中加入Sn与Sb，低温时可形成弥散相强化基体与晶界，并利用Al和Zn元素强化和改善镁合金的强度及塑性。本发明的镁合金铸态下抗拉强度可达215-250MPa，延伸率可达16-21%。
文档编号C22C23/00GK102925776SQ20121048621
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者陈云贵, 唐涌清, 肖素芬 申请人:四川大学