一种高强度镁合金材料及其制备方法与流程

本发明属于镁合金材料制备技术领域，尤其涉及一种高强度镁合金材料及其制备方法。

背景技术：

镁合金是最轻的工程金属材料之一，是以镁为基础加入其它元素组成的合金。其特点是密度小(1.8g/cm3镁合金左右)，比强度高，比弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好，特别适合制造有重量轻、强度高、减震降噪要求的工程结构部件和有一定强度要求的壳体类零件。

因此，镁合金是航空器、航天器和火箭导弹制造工业中大量使用的最轻金属结构材料。但是，随着我国航空航天业的续迅速发展，对轻质、高强的合金材料的要求不断提高，而现有的镁合金材料为典型密排六方结构，室温变形时只有单一的基面滑移系，变形能力较差，强度只有200mpa左右，限制了其应用，只适用于制造低承力的结构零件；无法满足高强度承载力结构件的要求。

因此，需要一种高强度镁合金材料及其制备方法，能够制备出高强度的镁合金材料，具有广阔的发展前景。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高强度镁合金材料及其制备方法，所述镁合金材料的组成成份百分比包括：钪1-4％、锌4-6％、钙0.05-0.3％、铝5-11％、锰1-2％、铁≤0.05％、镍2-3.5％、硅0-0.0025％，其余为镁，所述镁合金材料的制备步骤：

s1：首先将铁块、锌块、镁块、铝块分别用无水乙醇清洗表面，清洗干净后，放入真空球磨机中分别磨成铁粉、铝粉、镁粉以及锌粉；

s2：将铁粉、铝粉以及锌粉放入搅拌容器中进行搅拌混合，混合均匀后取出备用；

s3：将坩埚利用无水乙醇清洗干净，清洗干净后向坩埚中加入镁粉，再加入混合均匀的铁粉、铝粉以及锌粉，接着再依次加入氯化锰晶体、碳化硅以及其余元素金属，进行高温熔炼，熔炼得到熔液；

s4：将熔液倒入成型模具中，进行成型，成型后进行开模处理，即得到镁合金材料；

s5：将得到的镁合金材料放入热处理装置中，并在真空条件下，进行均匀化处理，均匀化处理后保温一段时间，退火；

s6：将均匀化处理后的镁合金材料放入超声清洗器中进行超声清洗，清洗干净后得到镁合金材料。

优选的，所述镁合金材料的组成成份百分比包括：钪3％、锌4％、钙0.1％、铝7％、锰1％、铁0.03％、镍2％、硅0.0015％，其余为镁。

优选的，所述镁合金材料的组成成份百分比包括：钪4％、锌6％、钙0.3％、铝10％、锰2％、铁0.05％、镍1.5％、硅0.0025％，其余为镁。

优选的，所述坩埚在熔炼时的温度为600-750℃。

优选的，所述均匀化处理的温度为300-400℃，均匀化处理的时间为15-20h。

优选的，所述超声清洗的频率为10～45khz，超声清洗的时间为100～200s。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过高温熔炼、均匀化处理、超声清洗，得到高强度的镁合金材料，制备步骤简单，便于控制，减少了制备的成本。

附图说明

图1是本发明的步骤图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

实施例：

一种高强度镁合金材料及其制备方法，所述镁合金材料的组成成份百分比包括：钪1-4％、锌4-6％、钙0.05-0.3％、铝5-11％、锰1-2％、铁≤0.05％、镍2-3.5％、硅0-0.0025％，其余为镁，

如附图1所示，所述镁合金材料的制备步骤：

(1)首先将铁块、锌块、镁块、铝块分别用无水乙醇清洗表面，清洗干净后，放入真空球磨机中分别磨成铁粉、铝粉、镁粉以及锌粉；

(2)将铁粉、铝粉以及锌粉放入搅拌容器中进行搅拌混合，混合均匀后取出备用；

(3)将坩埚利用无水乙醇清洗干净，清洗干净后向坩埚中加入镁粉，再加入混合均匀的铁粉、铝粉以及锌粉，接着再依次加入氯化锰晶体、碳化硅以及其余元素金属，在温度条件为600-750℃下，进行高温熔炼，熔炼得到熔液；

(4)将熔液倒入成型模具中，进行成型，成型后进行开模处理，即得到镁合金材料；

(5)将得到的镁合金材料放入热处理装置中，并在真空条件下，进行均匀化处理，其中均匀化处理的温度为300-400℃，均匀化处理的时间为15-20h；

(6)将均匀化处理后的镁合金材料放入超声清洗器中进行超声清洗，其中超声清洗的频率为10～45khz，超声清洗的时间为100～200s，清洗干净后得到镁合金材料。

实施例1

一种高强度镁合金材料及其制备方法，所述镁合金材料的组成成份百分比包括：钪3％、锌4％、钙0.1％、铝7％、锰1％、铁0.03％、镍2％、硅0.0015％，其余为镁。

所述镁合金材料的制备步骤：

(1)首先将铁块、锌块、镁块、铝块分别用无水乙醇清洗表面，清洗干净后，放入真空球磨机中分别磨成铁粉、铝粉、镁粉以及锌粉；

(2)将铁粉、铝粉以及锌粉放入搅拌容器中进行搅拌混合，混合均匀后取出备用；

(3)将坩埚利用无水乙醇清洗干净，清洗干净后向坩埚中加入镁粉，再加入混合均匀的铁粉、铝粉以及锌粉，接着再依次加入氯化锰晶体、碳化硅以及其余元素金属，在温度条件为710℃下，进行高温熔炼，熔炼得到熔液；

(4)将熔液倒入成型模具中，进行成型，成型后进行开模处理，即得到镁合金材料；

(5)将得到的镁合金材料放入热处理装置中，并在真空条件下，进行均匀化处理，其中均匀化处理的温度为370℃，均匀化处理的时间为18h；

(6)将均匀化处理后的镁合金材料放入超声清洗器中进行超声清洗，其中超声清洗的频率为45khz，超声清洗的时间为100s，清洗干净后得到镁合金材料。

实施例2

一种高强度镁合金材料及其制备方法，所述镁合金材料的组成成份百分比包括：钪4％、锌6％、钙0.3％、铝10％、锰2％、铁0.05％、镍1.5％、硅0.0025％，其余为镁。

所述镁合金材料的制备步骤：

(1)首先将铁块、锌块、镁块、铝块分别用无水乙醇清洗表面，清洗干净后，放入真空球磨机中分别磨成铁粉、铝粉、镁粉以及锌粉；

(2)将铁粉、铝粉以及锌粉放入搅拌容器中进行搅拌混合，混合均匀后取出备用；

(3)将坩埚利用无水乙醇清洗干净，清洗干净后向坩埚中加入镁粉，再加入混合均匀的铁粉、铝粉以及锌粉，接着再依次加入氯化锰晶体、碳化硅以及其余元素金属，在温度条件为750℃下，进行高温熔炼，熔炼得到熔液；

(4)将熔液倒入成型模具中，进行成型，成型后进行开模处理，即得到镁合金材料；

(5)将得到的镁合金材料放入热处理装置中，并在真空条件下，进行均匀化处理，其中均匀化处理的温度为350℃，均匀化处理的时间为20h；

(6)将均匀化处理后的镁合金材料放入超声清洗器中进行超声清洗，其中超声清洗的频率为30khz，超声清洗的时间为180s，清洗干净后得到镁合金材料。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。