一种Mg-RE-Mn系多元镁合金及其制备方法_2

文档序号:9368162阅读:来源:国知局
20-370°C间进行乳制,单道次变形量为10-25%。热乳头道次速率为
0.1-0.5m/s,最后几道次乳制速度控制在0.8-2.5m/s范围内。
[0035]本发明的优点是:该高导热耐腐蚀镁合金材料在20°C条件下,时效后导热率大于10W/ (m.K),压铸铸锭抗拉强度为120?140MPa,屈服强度大于lOOMPa,延伸率大于2%,可用作电子器件的散热系统结构材料及抗腐蚀与高导热适用场合。该高导热耐腐蚀镁合金成型简单,可以压铸生产。
[0036]以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0037]图1为本发明一个较佳实施例制备的多元镁合金的拉伸曲线;
[0038]图2为本发明一个较佳实施例制备的多元镁合金的金相照片;
[0039]图3为本发明一个较佳实施例制备的多元镁合金的热容曲线。
【具体实施方式】
[0040]以下为发明的【具体实施方式】。实施方式中所做的示例,仅作为范例,本发明所涉及的保护对象,不局限于范例,包含一切按权利要求书中所配置的合金成分及所阐明的加工方法。
[0041]实施例1:
[0042]25公斤Mg-1Nd-1Y-1Mn高导热压铸耐腐蚀镁合金(即该镁合金的成分含量为:lwt.% Nd, Iwt.% Y, Iwt.% Mn,余量为Mg和其他不可避免杂质元素)及其压铸零件制备方法。
[0043]1、备料:按照重量百分比考虑适宜烧损率备料,对Mg-Mn中间合金、Mg-Nd、Mg-Y中间合金进行预热。中间合金的纯度为99.9wt.%,除RE元素和不可避免的杂质外其它元素为纯Mg。
[0044]2、纯镁锭熔化
[0045]将全部纯镁锭以尽量紧密的方式放进井式电阻坩祸炉,在坩祸底部和纯镁锭表面均匀撒上一些硫磺粉。用坩祸盖将坩祸密闭,通入由体SFjPNdi成的保护气体,加热升温,使全部纯镁锭在二氧化硫和保护气体下完全熔化,将镁熔液温度控制在700?780V ;
[0046]3、添加合金元素Nd、Y
[0047]合金元素Nd、Y是通过加入Mg-Nd\Mg_Y中间合金来实现的。镁液温度升至700°C以上,将预热好的中间合金分批加入到镁熔液中,保温直至中间合金全部熔化;
[0048]4、添加合金元素Mn
[0049]镁液温度升至710°C以上,将预热后的Mg-Mn中间合金分别加入上述镁熔液中,保温直至间合金全部熔化;
[0050]5、镁合金精炼
[0051 ] 镁液温度升至730°C以上,开始加入镁合金专用精炼剂进行精炼。精炼过程中,精炼勺浸入镁合金液的2/3处,激烈的由上至下搅拌合金液直至液面出现镜面光泽为止。在搅拌中,不断地往合金液面上撒精炼熔剂。精炼完毕,清除液面上的溶剂和浮渣,再轻轻撒上一层覆盖剂。降温到适宜温度静置直至夹杂充分上浮或下沉,后进行扒渣;
[0052]6、镁合金高压铸造
[0053]将精炼好的高导热压铸耐腐蚀镁合金温度调至适宜的浇注温度;充分预热压铸金属模具;调整压铸机参数至最优:如设定低速速度为0.1?0.6m/s,高速速度为I?8m/s,铸造压力为60?llOMPa。压铸工艺参数应该根据压铸机的实际情况,在上述压铸工艺参数范围内对压铸工艺参数行进调整,直至获得合格的压铸件。
[0054]据模具产品的体积大小确定好每次进液量,将高导热压铸耐腐蚀镁合金液浇入压射嘴进行压射,即获得高导热压铸耐腐蚀镁合金压铸件。
[0055]本发明的Mg-1Nd-1Y-1Mn高导热压铸耐腐蚀镁合金材料抗拉强度为144.4MPa,屈服强度为106.2MPa,延伸率为5.9%,其拉伸曲线见图1,金相照片见图2,为粗大树枝晶。压铸件外观完整,无开裂。
[0056]本发明的Mg-1Nd-1Y-1Mn(25°C )热容曲线见图3,用阿基米德法测其密度约为
1.8g/cm3,测得其室温热导率约为93ff/ (m.K)。时效后室温热导率为103W/ (m.K),可作为电子器件散热结构件使用。
[0057]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种Mg-RE-Mn系多元镁合金,其特征在于,所述镁合金的成分如下: RE的含量为0.5?6wt.%,RE选自La\Ce\Pr\Nd\Y中的一种或几种任意组合; Zn的含量为0.0Ol?0.5wt.% ; Ca的含量为0.001?1.2wt.% ; Mn的含量为0.4?2.2wt.% ; 其余为Mg和不可避免的杂质元素。2.根据权利要求1所述的一种Mg-RE-Mn系多元镁合金的制备方法,其特征在于,包括如下步骤: (1)在保护气氛下,纯镁锭完全熔化得到镁熔液,所述镁熔液的温度控制在700?780°C之间; (2)所述镁熔液温度保持在700°C以上,将Mn元素的原料加入所述镁熔液,得到第二合金熔液; (3)所述第二合金熔液温度保持在710°C以上,将Zn元素的原料和/或Ca元素的原料、RE元素的原料加入所述第二合金熔液,得到第三合金熔液;RE选自La\Ce\Pr\Sm\Y中的一种或几种任意组合; (4)所述第三合金熔液温度保持在730°C以上,将精炼剂加入所述第三合金熔液,搅拌的同时继续在所述第三合金熔液的液面撒精炼熔剂,直至液面出现镜面光泽,得到第四合金熔液; (5)清除所述第四合金熔液的液面上的精炼熔剂和浮渣,在液面撒上覆盖剂;静置冷却,待杂质充分上浮或下沉,除去所述杂质,得到第五合金熔液; (6)所述第五合金熔液调至合适温度后浇注到充分预热过的金属型铸造模具中凝固成铸件;或将所述第五合金熔液浇注到压铸机中进行高压铸造或者低压铸造生产压铸件;或待所述第五合金熔液冷却凝固后进行乳制、锻造。3.根据权利要求2所述的一种Mg-RE-Mn系多元镁合金的制备方法,其特征在于,所述纯镁锭在井式电阻坩锅炉中完全熔化。4.根据权利要求2所述的一种Mg-RE-Mn系多元镁合金的制备方法,其特征在于,所述保护气体为SF6和N2。5.根据权利要求2所述的一种Mg-RE-Mn系多元镁合金的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述Mn元素的原料为Mg-Mn中间合金、Mn粉、MnC12之中的一种。6.根据权利要求5所述的一种Mg-RE-Mn系多元镁合金的制备方法,其特征在于,所述Mn元素的原料为Mg-Mn中间合金,将所述Mg-Mn中间合金预热至合适温度后加入所述镁恪液中,保温一段时间直至所述Mg-Mn中间合金全部熔化。7.根据权利要求2所述的一种Mg-RE-Mn系多元镁合金的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述Zn元素的原料为纯Zn锭,所述Ca元素的原料为Mg-Ca中间合金或纯Ca,所述RE元素的原料为Mg-RE中间合金。8.根据权利要求7所述的一种Mg-RE-Mn系多元镁合金的制备方法,其特征在于,将所述纯Zn锭、所述Mg-Ca中间合金和所述Mg-RE中间合金预热至合适温度,然后加入所述第二合金恪液中,保温一段时间直至纯Zn锭、所述Mg-Ca中间合金和所述Mg-RE中间合金全部熔化。
【专利摘要】本发明公开了一种高导热压铸耐腐蚀镁合金,该镁合金的成分含量为RE的含量为0.5~6wt.%,Zn的含量为0.001~0.5wt.%,Ca的含量为0.001~1.2wt.%,Mn的含量为0.4~2.2wt.%,其余为Mg。以Mg-RE中间合金、Mg-Mn中间合金、纯Mg锭为原料,或以此为基础加入纯Ca\Mg-Ca中间合金和纯Zn锭的一种或二种任意组合制成多元镁合金。本发明的镁合金在25℃条件下,时效后导热率大于100W/(m·K),压铸铸锭抗拉强度大于140MPa,屈服强度大于100MPa,延伸率大于2%,可用作电子器件的散热系统结构材料及抗腐蚀与高导热适用场合。
【IPC分类】C22C23/00, C22C23/04, C22C23/06, C22C1/03
【公开号】CN105088037
【申请号】CN201510540166
【发明人】李丽, 李德江, 曾小勤, 丁文江
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月28日
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