一种电磁屏蔽镁合金材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及镁合金材料，特别是涉及一种高电导率高屏蔽效能镁合金屏蔽材料及其制备方法，属于屏蔽材料及金属材料领域。
[0002]
【背景技术】
[0003]目前，电子设备充斥人们的生活，电磁信号之间的相互干扰(EMI)引起的设备不稳定日益严重，对于医疗、通信、军工、航天等领域尤其重要。另外，电磁污染已经成为继水污染、大气污染、噪音污染之后的第四大污染源，相关研宄表明长时间暴露在电磁辐射环境下，将对人体组织产生不利影响，导致各种疾病。因此，电磁防护(或电磁屏蔽)日益凸显其重要性，成为各国研宄的重点。
[0004]电磁防护主要取决于电磁发射源壳体的结构及材料，其中材料是根本。目前常用的电磁屏蔽材料有金属，如铜，铝、镍、铁等。由于金属具有较高的导电率(磁导率)，所以对电磁波的反射(吸收)较高，且其易变形，强度高，是目前电磁屏蔽性能最好的材料。但是，金属密度高，限制了其在某些领域的应用。为了寻找质量较轻的屏蔽材料，人们开发了各种涂层、复合材料及泡沫材料，特别是碳纳米管和高聚物的复合材料一度成为研宄热点。虽然这些材料质量轻，耐腐蚀，但电磁屏蔽性能普遍不如金属，且强度低，不适合用于结构材料。
[0005]镁合金作为工程应用中密度最低的结构材料，具有一系列优点。作为屏蔽材料来说，其与传统金属相比，密度低，质量轻，比强度高；与泡沫材料、涂层、复合材料相比，镁合金屏蔽效能高，可用于结构材料，且镁合金是绿色工程材料，对环境友好。研宄开发高电导率高屏蔽效能镁合金材料日益引起关注。
[0006]
【发明内容】
[0007]针对现有电磁屏蔽材料存在的上述不足，本发明的目的是提供一种电导率和屏蔽效能进一步提高的镁合金屏蔽材料；本发明还同时提供所述屏蔽材料的制备方法。
[0008]实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种电磁屏蔽镁合金材料，其成分及含量为:1.0-3.0wt.% Zn，MruZi^P Cu中的一种或两种或三种；其中Mn 0-2.0wt.%, Zr 0-2.0wt.%, Cu 0~1.0wt.%，余量为Mg和不可避免的杂质。
[0009]优选成分及含量为:2.0wt.% Zn, 0.2wt.% Mn，其余为Mg和不可避免的杂质。
[0010]一种电磁屏蔽镁合金材料，其成分及含量为:1.0~3.0wt.% Zn，Ce、Nd、Y和La中的一种或两种或三种或四种；其中Ce 0-2.0wt.%，Nd 0-2.0wt.%，Y 0-2.0wt.%，La0~2.0wt.%，余量为Mg和不可避免的杂质。
[0011]—种电磁屏蔽镁合金材料，其成分及含量为:1.0-3.0wt.% Zn，MruZi^P Cu中的一种或两种或三种；其中 Mn 0-2.0wt.%, Zr 0-2.0wt.%, Cu 0-1.0wt.%，Ce、Nd、Y 和 La 中的一种或两种或三种或四种;其中 Ce 0-2.0wt.%，Nd 0-2.0wt.%，Y 0-2.0wt.%，LaO?2.0wt.%，余量为Mg和不可避免的杂质。
[0012]优选成分及含量为:1.0-3.0wt.% Zn ；0.1-2.0wt.% Mn ；0.1-2.0wt.% Zr ；
0.1-1.0wt.%Cu ;0.1~2.0wt.% Ce ;0.1~2.0wt.% Nd ；0.1~2.0wt.%Y ；0.1~2.0wt.%La ;余量为Mg和不可避免的杂质。
[0013]一种电磁屏蔽镁合金材料制备方法，包括如下步骤:
1)熔炼铸锭:按成分含量要求称取各原料，其中除镁和锌外，其余原料均为各自与镁的中间合金；在保护气下，先对Mg在720°C?740°C之间进行熔炼，待全部熔化，温度上升到740°C稳定之后加入预热至200°C的各镁中间合金及常温下的工业纯锌，使各镁中间合金及工业纯锌熔化并充分搅拌3?6分钟，将熔体在740°C静置10?20分钟，并打掉表面的浮渣，在740°C的条件下浇注至预热到250?350°C的铁模中，制备出镁合金铸锭；
2)均匀化处理:将步骤I)所制备的镁合金铸锭用石墨覆盖，在420?480°C的条件下均匀化处理20-30小时，然后水淬，得到均匀化处理的镁合金铸锭试样；
3)轧制:将步骤2)均匀化处理后的镁合金铸锭试样，线切割得到某初始厚度的板材，打磨光亮后在300?350°C下预热2-5小时，然后在300?350°C下进行轧制；经过多道次轧制后最终得到需要厚度的板材，该板材即为电磁屏蔽镁合金材料；其中每道次压下量均匀，且道次间需回炉在300?350°C下保温10?30分钟。
[0014]所述保护气由体积含量99%的0)2和1%的SF 6组成。
[0015]第3)步轧制时，最终板材厚度为初始厚度的35-45%。
[0016]第3)步轧制时，线切割得到的板材初始厚度为5mm，轧制道次为6道次，每道次压下量为0.5mm，最终所得板材厚度为2mm。
[0017]相比现有技术，本发明具有如下有益效果:
1、密度小:本发明提供的合金，加入的合金元素含量低，最终合金密度没有显著增加。
[0018]2、电导率和电磁屏蔽性能高:在设计体系中Zn加入没有明显降低合金电导率，其余少量合金元素的加入可以促进合金第二相的形成及析出，改善合金电导率及屏蔽性會K。
[0019]3、优良的力学性能:在合金的热变形过程中，由于引入了微量的合金元素，析出细小第二相颗粒阻碍了合金晶粒的长大，同时合金元素细化了合金的组织，因而显著提高了合金的强度和室温延伸率。
[0020]4、制备工艺简单、成本低:本发明利用常规镁中间合金，通过较为简单的熔炼一均匀化热处理一轧制工艺制备出了高电导率高屏蔽效能的镁合金材料。
[0021]总之，同目前广泛使用的屏蔽材料相比，本发明合金材料低密度，具有高比电导率及高比电磁屏蔽效能，且塑形加工性能优异，可广泛应用于对重量敏感的电磁防护领域。
[0022]
【具体实施方式】
[0023]本发明电磁屏蔽镁合金材料主要为三大类，这三大类的基本成分都包括基材镁和合金成分锌，区别在于其它合金成分，第一大类合金成分含有Mn、Zr和Cu中的一种或两种或三种；第二大类合金成分含有Ce、Nd、Y和La四种稀土元素中的一种或两种或三种或四种；第三大类合金成分含有Ce、Nd、Y和La中的一种或两种或三种或四种，同时还含有Mn、Zr和Cu中的一种或两种或三种。具体成分及含量介绍如下:
第一种电磁屏蔽镁合金材料，其成分及含量为:1.0-3.0wt.% Zn，MruZi^P Cu中的一种或两种或三种；其中Mn 0-2.0wt.%, Zr 0-2.0wt.%, Cu 0~1.0wt.%，余量为Mg和不可避免的杂质。
[0024]第二种电磁屏蔽镁合金材料，其成分及含量为:1.0~3.0wt.% Zn，Ce、Nd、Y和La中的一种或两种或三种或四种；其中Ce 0-2.0wt.%，Nd 0-2.0wt.%，Y 0-2.0wt.%，La0~2.0wt.%，余量为Mg和不可避免的杂质。
[0025]第三种电磁屏蔽镁合金材料，其成分及含量为:1.0~3.0wt.% Zn，MruZi^PCu中的一种或两种或三种;其中 Mn 0-2.0wt.%，Zr 0-2.0wt.%，Cu 0-1.0wt.%，Ce、Nd、Y和La中的一种或两种或三种或四种；其中Ce 0-2.0wt.%，Nd 0-2.0wt.%，Y 0-2.0wt.%，La0~2.0wt.%，余量为Mg和不可避免的杂质。
[0026]所有成分都包含的情况下，其成分及含量为:1.0-3.0wt.% Zn ；0.1-2.0wt.% Mn ；0.1-2.0wt.% Zr ；0.1-1.0wt.%Cu ;0.1~2.0wt.% Ce ;0.1~2.0wt.% Nd ；0.1~2.0wt.%Y ；
0.1-2.0wt.%La ;余量为Mg和不可避免的杂质。
[0027]本发明电磁屏蔽镁合金材料制备方法，包括如下步骤:
1)熔炼铸锭:按成分含量要求称取各原料，除镁和锌外，其余原料均为各自与镁的中间合金；在保护气(所述保护气由体积含量99%的0)2和1%的SF6组成)下，先对Mg在720°C?74