一种镁合金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种镁合金及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 金属镁在所有的工程金属中最显著的特点就是质量轻，它的密度只有1. 78g/cm3， 约为钢的2/9,铝的2/3,是迄今具有工程应用价值的最轻金属材料。而且镁合金具有较高 的比强度和比刚度、更好的减震性能、更强的抗辐射能力等一系列优点，随着电子产品变的 越来越薄、越来越轻、功能越来越多，高强度高导热的镁合金成为重要的候选结构材料。
[0003] 电子产品由于通常需要复杂精密的结构件，因此压铸合金成为常用的结构件。然 而目前常用的压铸镁合金属于AZ91系列合金，该类合金具有良好的铸造性能及机械强度， 经热处理后的材料的强度甚至可以超过ZL104合金，因此得到广泛应用。但该类合金的导 热系数只有70WAm ?!()，远低于铸造的铝合金的lOOWAm ?!()以上的导热系数，因此现有镁 合金作为电子产品的零部件极大地影响了电子产品对散热的要求。
[0004] 因此迫切需要一种既具有优良的机械性能又具有高导热系数的镁合金，以便满足 电子产品发展的需求。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有的高机械性能的镁合金的导热系数较低的缺陷，提供 了一种能够兼具高机械性能和高导热性能的镁合金及其制备方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明提供一种镁合金，其中，按照重量百分比计，该镁合金 的组成成分为：镁的含量为84-96. 9重量％，锌的含量为2-6重量％，错的含量为1-4重量％， 猛的含量为〇. 1_2重量％，纪的含量为大于0重量％且为2重量％以下，X的含量为大于0 重量％且为2重量％以下，X为娃和/或铍，余量为不可避免的杂质元素。
[0007] 本发明还提供了上述镁合金的制备方法，其中，该方法包括：将金属原料进行配比 冶炼，金属原料的配比使得所述金属原料中镁的含量为84-96. 9重量％，锌的含量为2-6重 量％，错的含量为1-4重量％，猛的含量为0. 1-2重量％，纪的含量为大于0重量％且为2重 量％以下，X的含量为大于0重量％且为2重量％以下，X为娃和/或铍。
[0008] 根据本发明的镁合金及其制备方法，将该镁合金的组成成分控制在：镁的含量为 84-96. 9重量％，锌的含量为2-6重量％，铝的含量为1-4重量％，锰的含量为0. 1-2重量％， ?乙的含量为大于〇重量％且为2重量％以下，X的含量为大于0重量％且为2重量％以下， X为硅和/或铍的范围内，可以得到屈服强度高于160MPa、导热系数高于90WAm ? K)且延 伸率高于3%的镁合金，甚至可以得到屈服强度高于170MPa、导热系数高于120WAm ? K)且 延伸率高于5%的镁合金。
[0009] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0010] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0011] 本发明提供了一种镁合金，其中，按照重量百分比计，该镁合金的组成成分为：镁 (Mg)的含量为84-96. 9重量％，锌（Zn)的含量为2-6重量％，铝（A1)的含量为1-4重量％， 猛（Mn)的含量为0. 1-2重量％，纪的含量为大于0重量％且为2重量％以下，X的含量为大 于0重量％且为2重量％以下，X为娃（Si)和/或铍（Be),余量为不可避免的杂质元素。
[0012] 尽管当镁合金的组成成分在上述范围内时，就可以具有高机械性能和高导热性 能，但是，为了得到更高机械性能和更高导热系数的镁合金，优选按照重量百分比计，所述 镁合金的组成成分为：镁的含量为88. 1-95. 6重量％，锌的含量为3-5重量％，铝的含量为 1-3重量％，锰的含量为0. 4-1. 8重量％，钇的含量为大于0重量％且为1重量％以下，硅彡1 重量％，铍< 〇. 1重量％，其中娃和铍的总量大于〇重量％，余量为不可避免的杂质元素。
[0013] 根据本发明，在所述镁合金中引入有A1元素。通过引入A1元素可以改善镁合金 的铸造性能、耐腐蚀性和机械性能，但是A1元素的引入会导致镁合金的导热系数降低。因 此，为了既能够利用A1元素的铸造性能、耐腐蚀性能和机械性能，又不降低镁合金的导热 性能，在本发明中，所述镁合金中加入的A1元素的含量为1-4重量％，优选为1-3重量％。
[0014] 根据本发明，在所述镁合金中引入有Zn元素。Zn元素是镁合金的重要的合金化元 素之一，Zn元素的加入可以提高A1元素在镁合金中的固溶度，从而提高A1的固溶强化作 用。同时，随着熔炼后的温度的降低，Zn元素可以吸出强化相MgZn，因此Zn元素具有显著 的固溶强化作用。另外，金属Zn是低熔点的金属，可以显著地降低镁合金的熔点，从而改善 镁合金的铸造性能。并且，本发明的发明人研究发现，Zn元素对镁合金的导热系数影响非 常小，因此，在本发明中，为了实现Zn元素的上述重要性能，所述镁合金中加入的Zn元素的 含量在2-6重量％的范围内，优选在3-5重量％的范围内。
[0015] 根据本发明，在所述镁合金中引入有Y元素。通过引入稀土元素Y元素可以增大 镁合金中的合金结晶温度的间隔，因此可以显著改善镁合金的铸造性能，同时，Y元素在镁 合金中具有较大的固溶度，而且随着熔炼后温度的降低，可以吸出强化相。因此，Y元素的 加入可以提高镁合金的屈服强度。然而，本发明的发明人研究发现，Y元素的加入会大幅地 降低镁合金的导热系数，因此，在本发明中，所述镁合金中加入的Y元素的含量为0重量％ 以上且为2重量％以下，例如0. 1-2重量％。优选地，所述镁合金中加入的Y元素的含量为 0重量％以上且为1重量％以下，例如0. 1-1重量％。
[0016] 根据本发明，在所述镁合金中引入有Mn元素。通过引入Mn元素可以提高镁合金 的腐蚀性能，并且Mn元素可以与镁合金中的杂质Fe形成高熔点的沉淀而析出，从而净化镁 合金的熔体。然而，Mn元素的含量过高会降低镁合金的机械性能，因此，在本发明中，所述 镁合金中加入的Mn元素的含量为0. 1-2重量％,优选为0. 4-1. 8重量％。
[0017] 根据本发明，在所述镁合金中引入X，X为硅和/或铍，其中，X的总量为大于0重 量％且为2重量％以下。
[0018] 其中，如果在镁合金中引入Si元素，则Si元素可以与其中的Mg元素形成Mg2Si 强化相，使得镁合金具有较高的熔点、较高的硬度和较低的膨胀系数，从而改善镁合金的机 械性能。另外，本发明的发明人研究发现，Si元素的引入对镁合金的导热性能影响较小，因 此，本发明中，所述镁合金中可以加入的Si元素，Si元素的含量优选为1重量％以下，更优 选为0. 1-1重量％。
[0019] 另外，如果在镁合金中引入Be元素，Be元素可以在镁合金熔体的表面形成致密的 BeO填充到疏松的MgO膜层中，降低镁合金熔体与外界的表面接触，并且Be元素还是压铸镁 合金时的重要的阻燃元素，同时，Be元素还可以改善镁合金的导热性能，因此，在本发明中， 所述镁合金中可以加入Be元素，Be元素的含量优选为0. 1重量％以下，更优选为0. 04-0. 1 重量0/〇。
[0020] 通常，镁合金中的不可避免杂质主要包括：铁（Fe)、铜（Cu)、镍（Ni)和钴（Co)。为 了避免因上述不可避免杂质导致的镁合金耐腐蚀性的降低的缺陷，在本发明所述不可避免 的杂质元素中，Fe < 0. 01重量％，Cu < 0. 01重量％，Ni < 0. 01重量％，Co < 0. 01重量％。
[0021] 根据本发明的镁合金，当控制镁合金的组成成分在镁的含量为84-96. 9重量％，锌 的含量为2-6重量％，错的含量为1-4重量％，猛的含量为0. 1-2重量％，纪的含量为大于0 重量％且为2重量％以下，X的含量为大于0重量％且为2重量％以下，X为娃和/或铍， 余量为不可避免的杂质元素的范围内时，可以得到较高机械性能和较高导热性能，以及优 良的铸造性能的镁合金，优选情况下，所述镁合金具有的导热系数为90WAm ? K)以上，屈 服强度为120MPa以上，延伸率为3%以上。更优选情况下，所述镁合金具有的导热