一种镁合金及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属材料领域，更具体地，涉及一种镁合金及其制备方法。
【背景技术】
[0002]镁合金是目前工业应用中密度最小的金属结构材料，由于其具有高的比强度和比刚度、阻尼性好、易于切削加工、电磁屏蔽能力强、易回收、对环境友好等优点，已逐渐成为最有竞争力的金属结构材料之一，在通讯电子业、汽车工业、航空航天业等诸多领域得到了广泛应用。
[0003]通信设备中有很多结构件是在铝型材的基础上加工而来，但随着通信设备结构件轻量化需求的持续提高，铝合金由于其密度较大而逐渐不能满足要求，镁合金密度为1.74g/cm3，仅为铝合金密度的2/3，凭借其低密度、高强度以及易成形的优点，因此在产品结构形式不变的条件下，采用镁合金型材可使产品总重降低达30%。
[0004]此外，由于通信设备中型材需要与印制电路板(英文:Printed Circuit Board，简写:PCB)板等电气器件进行精密的配合，所以对镁合金型材腔体的尺寸精度要求很高，考虑到通信设备的使用环境，还要求镁合金型材具有一定的耐腐蚀性能。但是镁合金的变形能力和流动性都比铝合金差，同时镁合金强度越高，其变形抗力越大，要达到和铝合金相同的尺寸精度具有更大的难度。因此急需开发出一种镁合金，合理平衡强度、耐蚀性能和塑性变形能力，以满足通信设备各方面的综合要求。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种镁合金及其制备方法，所述镁合金能够合理平衡强度、耐蚀性能和塑性变形能力。
[0006]第一方面，提供一种镁合金，其特征在于，所述镁合金合金中各组分按质量百分数配置如下:铝:1.6%?2.5%、锌:0.6%?1.5%、铈:0.002%?0.1 %、锰:0.I %?0.5%、其余为镁和不可避免的杂质，其中不可避免杂质不大于0.015%。
[0007]第二方面，提供一种如第一方面的镁合金的制备方法，该方法包括:按照所述镁合金材料中各组分的质量百分数进行配料；将纯金属镁、纯金属铝和纯金属锌加入真空熔炼炉中加热，以使得所述纯金属镁、所述纯金属铝和所述纯金属锌熔化；将镁-锰中间合金与镁-铈中间合金加入所述真空熔炼炉中加热，以得到所述镁合金的铸锭。
[0008]结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述方法还包括:将所述镁合金的铸锭置于热处理电阻炉中在400°C下保温8小时，得到均匀化处理后的所述镁合金。
[0009]因此，本发明实施例提供一种镁合金及其制备方法，所述镁合金中包括质量百分比为0.002%?0.1%的铈Ce，同时所述镁合金中铝Al元素的含量在1.6%?2.5%，因此该镁合金具有较高耐蚀性、高结构力学性能和高挤压成型加工性能。
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1是本发明实施例的镁合金的制备方法的示意性流程图。
【具体实施方式】
[0012]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
[0013]本发明实施例提供一种镁合金，该镁合金合金中各组分按质量百分数配置如下:铝 Al: 1.6%?2.5%、锌 Zn:0.6%?1.5%:0.002%?0.1 %、锰 Mn:0.I %?0.5%;其余为镁Mg和不可避免的杂质，其中不可避免杂质不大于0.015%。
[0014]本发明实施例提供的镁合金中包括0.002%?0.1%的Ce，同时Al元素含量在1.6%?2.5%，该镁合金与传统的镁合金相比，降低了变形抗力，塑性变形能力和耐蚀性能增强，因此本发明实施例提供的镁合金同时兼具高耐蚀、高结构力学性能、高挤压成型加工性能要求
[0015]图1是本发明实施例的镁合金的制备方法的示意性流程图。如图1所示，该方法100包括:
[0016]110，按照镁合金中各组分的质量百分数:招:1.6%?2.5%、锌:0.6%?1.5%、铈:0.002%?0.1%、锰:0.1%?0.5%、其余为镁和不可避免的杂质，其中不可避免杂质不大于0.015%，进行配料。
[0017]120，将纯金属镁、纯金属铝和纯金属锌加入真空熔炼炉中加热，以使得纯金属镁、纯金属铝和纯金属锌熔化。
[0018]130，将镁-锰中间合金与镁-铈中间合金加入真空熔炼炉加热，以得到镁合金的铸锭。
[0019]在步骤120中，具体地，按照该镁合金组分的百分含量:Al 1.6%?2.5%、Zn
0.6%?1.5%、Ce 0.002%?0.1%、Mn 0.1 %?0.5%，其他杂质之和彡 0.015，Mg 为余量，将纯金属Mg、Al、Zn分别加入真空熔炼炉中，充氩气保护，升温至740 °C使金属熔化。
[0020]在步骤130中，加入Mg-Mn和Mg-Ce中间合金并搅拌均匀，净化除渣后通过半连续铸造工艺制成镁合金铸锭。
[0021]本发明实施例提供的镁合金材料中包括0.002%?0.1%的Ce，同时Al元素含量在1.6%?2.5%，所述镁合金材料与传统的镁合金相比，降低了变形抗力，塑性变形能力和耐蚀性能增强，因此本发明实施例提供的镁合金材料同时兼具高耐蚀、高结构力学性能、高挤压成型加工性能要求。
[0022]可选地，作为本发明一个实施例，上述镁合金的制备方法还包括:将镁合金的铸锭置于热处理电阻炉中在400°C下保温8小时，得到均匀化处理后的镁合金。
[0023]具体地，将得到的镁合金铸锭置于热处理电阻炉中，炉内通氩气保护，在400°C下保温8小时，随炉冷却到室温，得到均匀化处理后的镁合金铸锭，可用于型材挤压。
[0024]本发明实施例提供的镁合金材料中包括0.002%?0.1%的Ce，同时Al元素含量在1.6%?2.5%，所述镁合金材料与传统的镁合金相比，降低了变形抗力，塑性变形能力和耐蚀性能增强，因此本发明实施例提供的镁合金材料同时兼具高耐蚀、高结构力学性能、高挤压成型加工性能要求。
[0025]下面具体介绍，将本实例的镁合金材料挤压成某具有复杂截面形状的型材腔体的方法，该方法具体如下述步骤:
[0026]I)按照该镁合金组分的百分含量:Al 1.6%?2.5%、Zn 0.6%?1.5%、Ce
0.002%?0.1%、Μη 0.1 %?0.5%，其他杂质之和彡0.015，Mg为余量，将纯金属Mg、Al、Zn分别加入真空熔炼炉中，充氩气保护，升温至740°C使金属熔化，加入Mg-Mn和Mg-Ce中间合金并搅拌均匀，净化除渣后通过半连续铸造工艺制成镁合金铸锭；
[0027]2)将步骤I)所制得的镁合金铸锭置于热处理电阻炉中，炉内通氩气保护，在400°C下保温8小时，随炉冷却到室温，得到均匀化处理后的镁合金的铸锭，可用于型材挤压；
[0028]3)将步骤2)所得到的均匀化镁合金铸锭置于热处理电阻炉中，炉内通氩气保护，在430°C下保温至铸锭内外温度均匀，同时将挤压模具和挤压筒都预热至430°C ;
[0029]4)将步骤3)所得到的模具装备上挤压机，并将镁合金的铸锭装入挤压筒内，挤压成形得到镁合金型材。
[0030]在最优工艺下，步骤4)中所得到的镁合金型材腔体尺寸精度可以达到±0.15mm以内，室温下屈服强度达到182MPa，抗拉强度达到245MPa，延伸率达到11%。
[0031]本发明实施例提供的镁合金材料中各组分按质量百分比如下范围时:为铝:
1.6%?2.5%、锌:0.6%~ 1.5%、铈:0.002%?0.1%、锰:0.1%?0.5%、其余为镁和不可避免的杂质，其中不可避免杂质不大于0.015。该镁合金材料具有良好的力学和挤压成形综合性能，用该镁合金制备的型材有较高的尺寸精度，可以用来替代设备中的铝合金型材，从而实现设备的轻量化。提供了一种兼具高耐蚀、高结构力学性能、高挤压成型加工性能的镁合金材料，能推动实现设备的轻量化。
[0032]同时，由于加入了一定量的稀土元素，使该镁合金在B类环境下的耐蚀性能优于传统商用AZ31和AZ91D镁合金，能够抵抗环境的侵蚀。提高了镁合金的耐用性，不会因为采用轻量化镁合金后而导致腐蚀失效。其中，B类环境是指温湿度不受控的房间内环境，或一般的室外环境(包括只有简单遮蔽如遮阳棚，湿度偶然会达到100%的情况)。应理解，当用于结构件时，B类环境是指零件周围的工作环境是湿度不受控的、但没有高盐份空气或其他污染空气影响的环境。因此，本发明实施例提供一种镁合金材料和制备方法，所述镁合金材料中包括质量百分比为0.002%?0.1%的铈Ce，同时所述镁合金材料中铝Al元素的含量在1.6%?2.5%，因此该镁合金材料具有较高耐蚀性、高结构力学性能和高挤压成型加工性能。
[0033]本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例中描述的各方法步骤和单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各实施例的步骤及组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域普通技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0034]尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内。
【主权项】
1.一种镁合金，其特征在于，所述镁合金中各组分按质量百分数配置如下: 铝:1.6%~ 2.5% ； 锌:0.6%~ 1.5% ； 铈:0.002%?0.1% ； 锰:0.1%~ 0.5% ； 不可避免杂质不大于0.015% ;余量为镁。2.一种制备如权利要求1所述的镁合金的方法，包括: 按照所述镁合金中各组分的质量百分数进行配料； 将纯金属镁、纯金属铝和纯金属锌加入真空熔炼炉中加热，以使得所述纯金属镁、所述纯金属铝和所述纯金属锌熔化； 将镁-锰中间合金与镁-铈中间合金加入所述真空熔炼炉中加热，以得到所述镁合金的铸锭。3.根据权利要求2所述的镁合金的制备方法，所述方法还包括: 将所述镁合金的铸锭置于热处理电阻炉中在400°C下保温8小时，得到均匀化处理后的所述镁合金。
【专利摘要】本发明实施例提供一种镁合金及其制备方法，该镁合金中各组分按质量百分数配置如下：铝Al：1.6％～2.5％、锌Zn：0.6％～1.5％、铈Ce：0.002％～0.1％、锰Mn：0.1％～0.5％、不可避免杂质不大于0.015％、余量为镁Mg。本发明实施例提供的镁合金中包括质量百分比为0.002％～0.1％的铈Ce，同时所述镁合金中铝Al元素的含量在1.6％～2.5％，具有较高耐蚀性、高结构力学性能和高挤压成型加工性能。
【IPC分类】C22C23/02, C22C1/03, C22F1/06
【公开号】CN105088040
【申请号】CN201510446617
【发明人】贺强, 马戎, 蒋斌
【申请人】华为技术有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月27日