一种高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金及其制品与制备方法与流程

文档序号:36251969发布日期:2023-12-03 03:05阅读:59来源:国知局

本发明涉及金属材料,尤其是涉及一种高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金及其制品与制备方法。


背景技术:

1、手机、汽车自动驾驶、gps/北斗和宽带网络系统等精密电子、通讯产品都会因环境电磁波干扰产生杂讯,影响通讯品质;普通笔记本电脑运行时容易因为电磁信号外泄导致信息、数据泄漏;此外,人体如果长期暴露于强力电磁场下或者脑部长期近距离接触电磁波源,容易诱发癌症病变。电磁屏蔽是预防上述情况的最有效措施,电磁屏蔽既能起到防止电子设备之间互相干扰的作用,同时能避免电磁辐射对人体造成伤害,因此优良的电磁屏蔽已是精密电子、通讯产品必备的制程。

2、电磁屏蔽的优劣主要取决于产品的外壳材料,目前电磁屏蔽材料主要有金属、复合材料、涂层、泡沫、薄膜等,其中金属材料的屏蔽机制是反射衰减,因此,金属材料的导电率是反映其电磁屏蔽性能的一个重要因素,其导电性能越好,电磁屏蔽效果就越优。因此开发具有高导电性的金属是提高金属电磁屏蔽性能的关键。

3、传统的高导电性金属是银、铜及其合金,但是由于其密度太大、价格较高,难以应用于精密电子、通讯产品领域。镁及镁合金是现今最轻质的工程结构材料,纯镁的电导率为22.6ms.m-1,对于频率在30-1500mhz的电磁波,其屏蔽效能为130db,强度为10mpa左右,传统合金化后,其强度大幅度提高,但其电导率和屏蔽效能却显著降低,因而研究开发一种轻质高强度高导电率的镁合金材料及其制备方法,是精密电子、通讯产品领域发展的主要方向。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是提供一种高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金及其制品与制备方法,以解决现有的镁合金材料存在的导电率较低、电磁屏蔽效能较差的技术问题。

2、本发明实施例提供了一种高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金,含有如下百分比的组分:zn含量为2.5~6.5wt%,mn含量为0.2~1.0wt%,ag含量为0.1~0.5wt%,ce含量为0.3~3.5wt%,nd含量为0~1.5wt%,la含量为0~2.5wt%,pr含量为0~0.5wt%,以及余量的mg。

3、优选的,含有如下百分比的组分:zn含量为3.5~5.5wt%,mn含量为0.5~0.8wt%,ag含量为0.2~0.4wt%,ce含量为0.5~1.5wt%,nd含量为0~1.5wt%,la含量为0~2.5wt%,pr含量为0~0.5wt%,以及余量的mg。

4、优选的,nd、la、pr三种组分的含量同时为0。

5、优选的,nd、la、pr三种组分的含量同时都不为0,且nd、la、pr三种组分的总含量为0.6~2.0wt%。

6、上述任一项所述的高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金的制备方法,包括以下步骤:

7、(1)备料:按照百分比含量分别称取含镁料、含锌料、含锰料、含银料以及含铈料,备用;

8、(2)熔化:对含镁料进行熔化处理,得到镁熔液;

9、(3)预热:对含锌料、含锰料、含银料以及含铈料进行预热处理;

10、(4)合金化:将预热后的含锌料、含锰料、含银料以及含铈料投入到镁熔液中,待其完全熔化后,升温保温处理,得到镁合金熔液;

11、(5)成型:对镁合金熔液进行成型处理,得到铸件;

12、(6)热处理:依次对铸件进行固熔处理、时效处理,最终得到所述镁合金。

13、优选的,步骤(2)中,熔化处理的温度为680~800℃;步骤(3)中,预热处理的温度为100~580℃;步骤(4)中,先将镁熔液的温度控制在720~800℃,然后投入预热后的含锌料、含锰料、含银料以及含铈料,待其完全熔化后,再在730~800℃下保温处理10~60min,得到镁合金熔液。

14、优选的,步骤(5)中,成型处理为浇注、挤压铸造、压铸、低压铸造中的任意一种;步骤(6)中,固熔处理的过程是将铸件加热到350~500℃,保温3~30h,淬水;时效处理的过程是将铸件加热到155~235℃,保温2~46h。

15、上述任一项所述的高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金的制品的制备方法,包括以下步骤:

16、(1)备料:按照百分比含量分别称取含镁料、含锌料、含锰料、含银料以及含铈料,备用;

17、(2)熔化:对含镁料进行熔化处理,得到镁熔液;

18、(3)预热:对含锌料、含锰料、含银料以及含铈料进行预热处理;

19、(4)合金化:将预热后的含锌料、含锰料、含银料以及含铈料投入到镁熔液中,待其完全熔化后,升温保温处理,得到镁合金熔液;

20、(5)成型:对镁合金熔液进行成型处理,得到坯锭;

21、(6)均匀化热处理:对坯锭进行均匀化热处理,再进行变形加工,得到制品;

22、(7)时效处理:对制品进行时效处理,最终得到所述镁合金制品。

23、优选的,步骤(2)中,熔化处理的温度为680~800℃;步骤(3)中,预热处理的温度为100~580℃;步骤(4)中,先将镁熔液的温度控制在720~800℃,然后投入预热后的含锌料、含锰料、含银料以及含铈料,待其完全熔化后,再在730~800℃下保温处理10~60min,得到镁合金熔液。

24、优选的,步骤(5)中,成型处理为浇注、连续铸造、半连续铸造中的任意一种;步骤(6)中,均匀化热处理的过程是将坯锭加热到350~500℃,保温3~30h,变形加工为挤压、拉拔、轧制、锻造中的任意一种;步骤(7)中,时效处理的过程是将制品加热到155~235℃,保温2~36h。

25、本发明提供了一种高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金及其制品与制备方法,主要具有如下有益效果:

26、本发明制备的mg-zn-mn-ag-ce合金体系,通过在镁基体中添加适量的ag元素,ag元素贡献其自由电子,大幅度提高了合金的导电率,从而提高了合金的电磁屏蔽性能;通过添加适量的稀土元素ce,ce与mg生成金属间化合物,明显地细化合金的晶粒,提高了合金的强度;通过添加适量的mn元素,在热处理时析出亚微米尺度且弥散分布的短棒状mn相,既可以沉淀强化合金,还可以成为动态的再结晶形核核心,从而进一步细化合金的晶粒,大幅度提高合金的强度;通过添加适量的zn元素,经热处理后进一步提高了合金的强度;

27、与现有的镁合金材料相比,本发明制备的镁合金以及镁合金制品,在20℃条件下,其导电率大于17ms.m-1,对于频率在30-1500mhz的电磁波,其屏蔽效能大于95db,其抗拉强度大于310mpa,屈服强度大于260mpa,表现出优异的高强度、高导电率以及高电磁屏蔽性能;

28、本发明通过合理优化各组分的含量,合理调控热处理的工艺参数,在保证镁合金及其制品的轻质、高强度、高导电率以及高电磁屏蔽性能的前提下,降低了镁合金材料的生产成本,满足了工业领域的需要。



技术特征:

1.一种高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金,其特征在于,含有如下百分比的组分:zn含量为2.5~6.5wt%,mn含量为0.2~1.0wt%,ag含量为0.1~0.5wt%,ce含量为0.3~3.5wt%,nd含量为0~1.5wt%,la含量为0~2.5wt%,pr含量为0~0.5wt%,以及余量的mg。

2.根据权利要求1所述的高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金,其特征在于,含有如下百分比的组分:zn含量为3.5~5.5wt%,mn含量为0.5~0.8wt%,ag含量为0.2~0.4wt%,ce含量为0.5~1.5wt%,nd含量为0~1.5wt%,la含量为0~2.5wt%,pr含量为0~0.5wt%,以及余量的mg。

3.根据权利要求1或2所述的高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金,其特征在于,nd、la、pr三种组分的含量同时为0。

4.根据权利要求1或2所述的高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金,其特征在于,nd、la、pr三种组分的含量同时都不为0,且nd、la、pr三种组分的总含量为0.6~2.0wt%。

5.如权利要求1-4中任一项所述的高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金的制备方法,其特征在于,

7.根据权利要求5所述的高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金的制备方法,其特征在于,

8.如权利要求1-4中任一项所述的高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金的制品的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

9.根据权利要求8所述的高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金的制品的制备方法,其特征在于,

10.根据权利要求8所述的高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金的制品的制备方法,其特征在于,


技术总结
本发明提供了一种高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金,含有如下百分比的组分:Zn含量为2.5~6.5wt%,Mn含量为0.2~1.0wt%,Ag含量为0.1~0.5wt%,Ce含量为0.3~3.5wt%,Nd含量为0~1.5wt%,La含量为0~2.5wt%,Pr含量为0~0.5wt%,以及余量的Mg;本发明还提供了上述高强度高导电率高电磁屏蔽性能镁合金及其制品的制备方法,解决现有的镁合金材料存在的导电率较低、电磁屏蔽效能较差的技术问题,与现有的镁合金材料相比,本发明制备的镁合金以及镁合金制品,在20℃条件下,其导电率大于17MS.m‑1,对于频率在30‑1500MHz的电磁波,其屏蔽效能大于95dB,其抗拉强度大于310Mpa,屈服强度大于260Mpa,表现出优异的高强度、高导电率以及高电磁屏蔽性能,属于金属材料技术领域。

技术研发人员:朱训明,张奎,刘旦,王爱民,王建,段军鹏,蒋小平,孟祥鋆,徐国松,陈灿东
受保护的技术使用者:威海万丰镁业科技发展有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/16
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