一种镁合金及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种镇合金及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 金属镇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,铅的2/3,是迄今具有工程应用价值的最轻金属材料。而且，镇合金具有较高 的比强度和比刚度、更好的减震性能W及更强的抗福射能力等一系列优点。随着电子产品 向轻薄化和多功能化方向发展，高强度高导热的镇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。目 前常用的压铸镇合金属于AZ91系列合金，该类合金具有良好的铸造性能及机械强度，经时 效处理后的材料的强度甚至可W超过化104铅合金，因此得到广泛应用。但是，AZ91系列 合金的导热系数只有70W/(m · K)，远低于铸造铅合金所具有的100W/(m · K) W上的导热系 数。因此，将现有低导热系数的镇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] 另外，作为电子产品的结构件，还需要镇合金具有较好的耐腐蚀性能，W满足器件 加工W及使用要求。
[0005] 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，同时具有良好耐 腐蚀性的镇合金，W便满足电子产品发展的需求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有的镇合金材料导热系数低的技术问题，提供一种镇合 金及其制备方法和应用，该镇合金不仅具有较高的机械性能和耐腐蚀性能，并且还具有高 的导热系数。
[0007] 根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种镇合金，W该镇合金的总量为基准， W重量百分比计，该镇合金含有W下元素：
[0008] 稀止元素 0.8-1.4%， R 0.01-0.2%, Μη 0.8-1.5%, Fe 0-0.01%, Cu 0-0.01%, Ni 0-0.01%, Co 0-0.01%, Sn 0-0.01%, Ca 0-0.01%， Mg 96.84-98.39%,
[0009] R为A1和/或化。
[0010] 根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种镇合金，W该镇合金的总量为基准， W重量百分比计，该镇合金含有W下元素：
[0011] 稀±元素 0 J- L4%， 民 化01-0.2%, Μη 0.8-1.5%, Fe 0-0.01%， 知 0-0.01%， 说 0-0.01%, Co 0-0.01%， 亂 0-0.01%,
[0012] Ca 0-0.01%, 余量为镜，
[001引 R为A1和/或化。
[0014] 根据本发明的第Η个方面，本发明提供了一种镇合金的制备方法，该方法包括将 镇合金原料进行烙炼，并将烙炼得到的合金液进行德铸，冷却后得到镇合金，其中，所述镇 合金原料的组成使得得到的镇合金为根据本发明的镇合金。
[0015] 根据本发明的第四个方面，本发明提供了根据本发明的镇合金作为导热结构材料 的应用。
[0016] 本发明提供的镇合金显示出良好的综合机械性能，不仅具有较高的强度和硬度， 而且具有较高的延伸率，能够加工成具有各种形状和厚薄的结构元件。更重要的是，本发 明提供的镇合金具有良好的导热性能，导热系数一般为l〇〇W/(m-K) W上，甚至能够达到 120W/(m-K) W上。同时，本发明提供的镇合金还具有较好的耐腐蚀性能，能满足多种使用 环境的要求。
[0017] 本发明提供的镇合金适于作为对导热性能要求较高的结构材料，特别是作为电子 产品的结构件。
【具体实施方式】
[0018] 本发明提供了一种镇合金，W该镇合金的总量为基准，W重量百分比计，该镇合金 含有W下元素：
[0019] 稀± 元素 0.8-1.4%， 及 0.01-0.2%, Μη 0.8-1.5%, 化 0-0.01%， 知 0-0.01%,
[0020] Ni 0-0.01%, Co 0-0.01%, 如 0-0.01%, 啟 0-0.01%, Mg 96.84-98.39%。
[0021] 本发明的镇合金含有稀±元素。稀±元素可W增大镇合金中的合金结晶温度的间 隔，因此可W显著改善镇合金的铸造性能，同时，稀±元素在镇合金中具有较大的固溶度， 而且随着烙炼后温度的降低，可W析出强化相。因此，稀±元素的加入可W提高镇合金的屈 服强度和铸造特性，适量的稀±元素还可W改善镇合金的耐腐蚀性能。在本发明中，W镇合 金的总量为基准，W重量百分比计，稀±元素的含量为不低于0. 8%，优选为不低于1. 1 %。 然而，过量稀±元素的加入会大幅降低镇合金的导热系数，并使镇合金的耐腐蚀性能变劣。 在本发明中，W镇合金的总量为基准，W重量百分比计，稀±元素的含量为不高于1. 4%。所 述稀±元素可^为￥、5。、1^曰、〔6、？'、化1、化、5111、611、6(1、化、〇7、化、6'、时1、孔和山中的一 种或两种W上的组合。本发明的发明人在研究过程中发现，所述稀±元素为La、Ce、Pr、Nd 和Υ中的一种或两种W上的组合时，适量稀±元素的存在能获得更好的铸造性能和固溶强 化性能，使得镇合金具有更高的强度，同时对镇合金的导热性能没有明显不利影响。从进一 步提高镇合金的耐腐蚀性能的角度出发，所述稀±元素为Ce和/或Nd。根据本发明的镇合 金，优选将选自Nd和Ce中的至少一种稀±元素与Y组合使用，送样能够在机械性能、导热 性能和耐腐蚀性之间获得良好的平衡。
[0022] 本发明的镇合金含有A1元素和/或化元素。A1元素和化元素可W改善镇合金 的铸造性能和机械性能。本文中，将选自A1和化的一种元素或者两种的组合的记为R。本 发明中，W镇合金的总量为基准，W重量百分比计，R的含量为0. 01% W上，优选为0. 1%W 上。在使镇合金具有较高的机械性能的前提下，从进一步提高镇合金的导热性能和耐腐蚀 性能的角度出发，R的含量为不高于0. 2重量％。
[0023] 本发明的镇合金含有Μη元素。适量的Μη元素可W提高镇合金的耐腐蚀性能，并 且Μη元素可W与镇合金中的杂质元素化形成高烙点的沉淀而析出，从而净化镇合金的烙 体。同时，适量Μη元素的引入还可W改善合金的铸造性能。本发明中，W镇合金的总量为 基准，W重量百分比计，Μη元素的含量为0. 8 % W上，优选为0. 9 % W上。但是，镇合金中Μη 元素含量过高时，镇合金的导热性能下降，同时耐腐蚀性能变差。在本发明中，W镇合金的 总量为基准，W重量百分比计，Μη元素的含量为不高于1. 5%，优选为不高于1. 2%。
[0024] FeXu、Ni、Co、Sn和化对镇合金的耐腐蚀性能具有不利影响，在含量过高时，还对 镇合金的导热性能具有不利影响。根据本发明的镇合金，W镇合金的总量为基准，W重量百 分比计，所述镇合金中，Fe、化、Ni、Co、Sn和化的含量各自为不高于0. 01 %。
[00巧]根据本发明的镇合金允许存在少量其它金属元素，如Be、Zr、Li、^、K、Sr、Ba、Ga、 111、66、訊、81、￥、佩、化、1〇、胖、1^、1'(3、脚、？(1、？1、4旨和411中的一种或者两种^上的组合。 W镇合金的总量为基准，W重量百分比计，上述其它金属元素的总量一般不高于0.2%，优 选不高于0. 1 %。
[0026] FeXu、化、Co、Sn和化W及所述其它金属兀素可W来源于制备合金时合金原料中 的杂质，也可W来源于制备合金时作为合金的一种组成元素而添加的原料。
[0027] 在本发明的一个优选实例中，W该镇合金的总量为基准，W重量百分比计，该镇合 金含有W下元素：
[0028] 稀出元素 0.8-1.4%, 化 0.01-?.2%、， Μ打 0.8-1.5%, 於 0-0.01%, Cu 0-0.01%， 佛 0-0.01%, C& 0-0.01%, 泌 0-0.01%, €江 0-0.01%, 余量为镜，
[0029] R为A1和/或化。
[0030] 根据该优选的实例，所述镇合金可W含有上述其它金属元素中的一种或多种的组 合，也可W不含有上述其它金属元素。
[0031] 可W采用常规方法来制备所述镇合金。具体地，可W将镇合金原料进行烙炼，并将 烙炼得到的合金液进行德铸，冷却后得到镇合金，其中，所述镇合金原料的组成使得得到的 镇合金为本发明提供的镇合金。
[0032] 选择合金原料的组成从而得到具有预期组成的合金的方法是本领域技术人员所 公知的，本文不再详述。
[0033] 根据本发明，所述烙炼一般可W在700-75(TC的温度下进行，烙炼的时间一般可W 为20-60分钟。为了避免镇合金烙体在烙炼过程中与空气接触而氧化，在烙炼时，可W采用 覆盖剂进行烙体保护，也可W采用氮气和六氣化硫气体进行烙体保护