CN101121979B - Mg-Zn-Zr变形镁合金制备方法 - Google Patents

Mg-Zn-Zr变形镁合金制备方法 Download PDF

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Abstract

一种镁合金技术领域的Mg-Zn-Zr变形镁合金制备方法，所述的Mg-Zn-Zr变形镁合金的组分及重量百分含量为：0.1-1％Zn，0.1-0.6％Zr，杂质元素Fe<0.005％，Cu<0.015％，Ni<0.002％，其余为Mg，步骤为：按Mg-Zn-Zr变形镁合金组分准备原料，将工业纯镁在气体的保护下加热，待镁完全熔化后，加入工业纯Zn、Mg-Zr中间合金，待合金完全熔化后进行搅拌，使合金成分均匀，保温后加精炼剂进行精炼，精炼完毕再次保温，然后进行浇铸，将浇铸好的铸锭进行均匀化处理，在挤压机上进行塑性变形，挤压后将挤压锭放在热处理炉中进行退火热处理。本发明工艺简单，成本相对较低，同时解决了合金由于阻尼性能高但力学性能低而限制其应用前景的难题。

Description

Mg-Zn-Zr变形镁合金制备方法
技术领域
本发明涉及一种镁合金技术领域的制备方法，具体是一种Mg-Zn-Zr高强高阻尼变形镁合金制备方法。
背景技术
镁合金质量轻(其密度一般小于1.8×103kg/m3)、储量大、比强度高、弹性模量低，在同样的受力条件下可消耗更大的变形功，具有优异的减振性能，还具有优良的机械加工性能和电磁干扰屏蔽性能等。研制兼具高阻尼、高比强度的镁基功能结构一体化材料是目前阻尼材料发展的一个重要方向。
经对现有技术的文献检索发现，刘广等在《材料导报》(2006年11月第20卷专辑VII)上发表的《高阻尼镁锆合金的研究进展与展望》一文中提出：在众多的高阻尼镁合金中，Mg-Zr合金兼具高阻尼、高力学性能的特点而得到更为广泛的关注，同时通过在Mg-Zr合金中加入0.1-0.4％Zn之后其力学性能有了一定提高，σb＝177-182MPa，σ0.2＝66-72MPa，延伸率为6％-8.3％。虽然加Zn之后，Mg-Zn-Zr合金仍然具有较高的阻尼性能，但是铸态下Mg-Zn-Zr合金的力学性能相对于其它合金来说仍然较低(未达到200MPa以上)，其强度不能满足实际应用的需求，从而限制了此合金的应用范围。
发明内容
本发明的目的是针对现技术的不足，提供一种Mg-Zn-Zr高强高阻尼变形镁合金制备方法，使其通过塑性变形工艺和退火热处理工艺获得力学和阻尼性能均较好的合金，满足实际需求。本发明首先通过在合金中添加0.1-1％Zn元素提高其力学性能，然后挤压变形，挤压后再通过热处理工艺，以较小的力学性能损失来获得阻尼性能的回复，以此获得高强度高阻尼的轻质镁合金材料。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所述的Mg-Zn-Zr变形镁合金组分及重量百分含量为：0.1-1％Zn，0.1-0.6％Zr，杂质元素Fe<0.005％，Cu<0.015％，Ni<0.002％，其余为Mg，该Mg-Zn-Zr变形镁合金制备具体包括以下步骤：
(1)按照Mg-Zn-Zr变形镁合金组分计算需要的原料重量，原料采用工业纯镁锭、工业纯Zn、Mg-Zr中间合金。
所述镁锭，其镁含量的质量分数大于99.9％。
所述Mg-Zr中间合金，其重量成分为Mg70％，Zr 30％。
(2)合金的熔炼工艺如下：按照步骤(1)中计算出的原料重量，将工业纯镁在气体保护下加热，待工业纯镁完全熔化后，加入工业纯Zn、Mg-Zr中间合金。待合金完全熔化后进行搅拌，使合金成分均匀。保温后加精炼剂进行精炼，精炼完毕再次保温，然后进行浇铸。
所述气体保护，采用的气体是氮气和六氟化硫混合气体，六氟化硫所占体积分数为0.2％。
所述加入工业纯Zn、Mg-Zr中间合金，是指：在680℃加入工业纯Zn，在760℃加入Mg-Zr中间合金。
所述保温，其时间为10分钟。
所述精炼，其时间为5分钟。
所述精炼剂，采用现有技术，比如国家标准2号溶剂等。
所述再次保温，其时间为30分钟。
所述浇铸，其温度为700℃。
(3)将浇铸好的铸锭进行均匀化处理，在挤压机上进行塑性变形，挤压后将挤压锭放在热处理炉中进行退火热处理。
所述均匀化处理，其工艺参数为：温度300℃，时间4小时。
所述挤压，其工艺参数为：挤压温度250℃-450℃，挤压比为6-25，挤压速度恒定。
所述退火热处理，其工艺参数为：退火温度300℃-450℃，退火时间1-10小时。
本发明中，Zn的加入可以提高合金的力学性能，Zr的加入有晶粒细化的作用。将浇铸后的Mg-Zn-Zr合金进行300℃×4h的均匀化处理之后，在300℃-400℃进行挤压塑性变形，细化晶粒，提高合金强度，但同时合金的阻尼性能却损失较大。挤压后将合金进行退火热处理，晶粒长大，位错缠结打开，合金阻尼性能得以提升，同时合金的力学性能有所下降，但与铸态时相比，足以满足实际应用需求。
与现有阻尼镁合金相比，合金经过挤压之后其力学性能有了明显提高，抗拉强度由173Mpa增加到255Mpa，延伸率由25％降到22％；阻尼性能由tanΦ＝0.14降至0.05。经过退火热处理较大程度提高了合金阻尼性能tanΦ由0.05上升至0.07；合金抗拉强度由255Mpa减少至245Mpa，延伸率由22％降至20％。本发明工艺简单，成本相对较低，通过合金的挤压变形，及挤压后的退火热处理，较大程度提高了阻尼镁合金的力学性能，解决了阻尼镁合金由于力学性能较差而限制其应用前景的问题。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实例1：
合金成分(重量百分含量)为：0.4％Zn、0.6％Zr、杂质元素小于0.02％，其余为Mg。合金的熔炼工艺为：按照上述成分配置合金，在电阻坩锅炉中加入工业纯镁2375g，同时采用N2+0.2％SF6混合气体保护，待镁完全熔化后，在680℃加入工业纯Zn11.6g，在760℃加入Mg-Zr中间合金125g，待合金完全熔化后进行搅拌，使合金成分均匀。保温10分钟后加精炼剂进行精炼，5分钟后精炼完毕，保温30分钟，在700℃左右进行浇铸。合金的挤压工艺为：铸锭在300℃进行4小时的均匀化处理，然后进行挤压。模具温度为300℃，挤压比为9.25，挤压温度为250℃。合金挤压后退火工艺为：300℃下进行10小时的退火热处理。合金铸态的抗拉强度为173Mpa，延伸率为20％；在频率为5Hz，应变振幅为0.2％，铸态时的阻尼性能(以损耗正切表示)tanΦ＝0.13。挤压塑性变形之后，室温下抗拉强度为265Mpa，延伸率为15％；频率为5Hz，应变振幅为0.2％，挤压后合金的阻尼性能(以损耗正切表示)tanΦ＝0.035。退火热处理后合金在室温下的抗拉强度为250Mpa，延伸率为17％；频率为5Hz，应变振幅为0.2％，挤压后合金的阻尼性能(以损耗正切表示)tanΦ＝0.045。
实例2：
采用实例1中的熔炼工艺制备的合金成分(重量百分含量)为：1％Zn、0.1％Zr、杂质元素小于0.02％，其余为Mg。挤压工艺为：铸锭在300℃进行4小时的均匀化处理，然后进行挤压。模具温度为300℃，挤压比为6，改变挤压温度为350℃。合金挤压后退火工艺为：400℃下进行1小时的退火热处理。合金铸态的抗拉强度为180Mpa，延伸率为15％；在频率为5Hz，应变振幅为0.2％，铸态时的阻尼性能(以损耗正切表示)tanΦ＝0.10。挤压塑性变形之后，室温下抗拉强度为250Mpa，延伸率为23％；频率为5Hz，应变振幅为0.2％，挤压后合金的阻尼性能(以损耗正切表示)tanΦ＝0.03。退火热处理后合金在室温下的抗拉强度为246Mpa，延伸率为20％；频率为5Hz，应变振幅为0.2％，挤压后合金的阻尼性能(以损耗正切表示)tanΦ＝0.042。
实例3：
采用实例1中的熔炼工艺制备的合金成分(重量百分含量)为：0.1％Zn、0.6％Zr、杂质元素小于0.02％，其余为Mg。挤压工艺为：铸锭在300℃进行4小时的均匀化处理，然后进行挤压。模具温度为300℃，挤压比为9.25，改变挤压温度为410℃。合金挤压后退火工艺为：325℃下进行8小时的退火热处理。合金铸态的抗拉强度为160Mpa，延伸率为25％；在频率为5Hz，应变振幅为0.2％，铸态时的阻尼性能(以损耗正切表示)tanΦ＝0.14。挤压塑性变形之后，室温下抗拉强度为244Mpa，延伸率为24％；频率为5Hz，应变振幅为0.2％，挤压后合金的阻尼性能(以损耗正切表示)tanΦ＝0.042。退火热处理后合金在室温下的抗拉强度为240Mpa，延伸率为23％；频率为5Hz，应变振幅为0.2％，挤压后合金的阻尼性能(以损耗正切表示)tanΦ＝0.055。
实例4：
采用实例1中的熔炼工艺制备的合金成分(重量百分含量)为：0.3％Zn、0.5％Zr、杂质元素小于0.02％，其余为Mg。挤压工艺为：铸锭在300℃进行4小时的均匀化处理，然后进行挤压。模具温度为400℃，挤压比为25，挤压温度为450℃。合金挤压后退火工艺为：325℃下进行8小时的退火热处理。合金铸态的抗拉强度为172Mpa，延伸率为23％；在频率为5Hz，应变振幅为0.2％，铸态时的阻尼性能(以损耗正切表示)tanΦ＝0.13。挤压塑性变形之后，室温下抗拉强度为250Mpa，延伸率为19％；频率为1Hz，应变振幅为0.2％，挤压后合金的阻尼性能(以损耗正切表示)tanΦ＝0.040。退火热处理后合金在室温下的抗拉强度为243Mpa，延伸率为14％；频率为1Hz，应变振幅为0.2％，挤压后合金的阻尼性能(以损耗正切表示)tanΦ＝0.050。

Claims (10)

1.一种Mg-Zn-Zr变形镁合金制备方法，其特征在于：所述的Mg-Zn-Zr变形镁合金的组分及重量百分含量为：0.1-1％Zn，0.1-0.6％Zr，杂质元素Fe＜0.005％，Cu＜0.015％，Ni＜0.002％，其余为Mg，制备具体包括以下步骤：
(1)按照Mg-Zn-Zr变形镁合金组分计算需要原料的重量，原料采用镁锭、工业纯Zn、Mg-Zr中间合金；
(2)合金的熔炼工艺：按照步骤(1)中计算出的原料重量，将镁锭在气体保护下加热，待镁锭完全熔化后，加入工业纯Zn、Mg-Zr中间合金，待合金完全熔化后进行搅拌，使合金成分均匀，保温后加精炼剂进行精炼，精炼完毕再次保温，然后进行浇铸；
(3)将浇铸好的铸锭进行均匀化处理，在挤压机上进行塑性变形，挤压后将挤压锭放在热处理炉中进行退火热处理。
2.根据权利要求1所述的Mg-Zn-Zr变形镁合金制备方法，其特征是，所述均匀化处理，其工艺参数为：温度300℃，时间4小时。
3.根据权利要求1所述的Mg-Zn-Zr变形镁合金制备方法，其特征是，所述挤压，其工艺参数为：挤压温度250℃-450℃，挤压比为6-25，挤压速度恒定。
4.根据权利要求1所述的Mg-Zn-Zr变形镁合金制备方法，其特征是，所述退火热处理，其工艺参数为：退火温度300℃-400℃，退火时间1-10小时。
5.根据权利要求1所述的Mg-Zn-Zr变形镁合金制备方法，其特征是，所述气体保护，采用的气体是氮气和六氟化硫混合气体，其中六氟化硫所占体积分数为0.2％。
6.根据权利要求1所述的Mg-Zn-Zr变形镁合金制备方法，其特征是，所述加入工业纯Zn、Mg-Zr中间合金，是指：在680℃加入工业纯Zn，在760℃加入Mg-Zr中间合金。
7.根据权利要求1所述的Mg-Zn-Zr变形镁合金制备方法，其特征是，所述的保温后加精炼剂进行精炼，具体是：保温时间为10分钟；精炼时间为5分钟。
8.根据权利要求1所述的Mg-Zn-Zr变形镁合金制备方法，其特征是，所述再次保温，其时间为30分钟。
9.根据权利要求1所述的Mg-Zn-Zr变形镁合金制备方法，其特征是，所述浇铸，其温度为700℃。
10.根据权利要求1所述的Mg-Zn-Zr变形镁合金制备方法，其特征是，所述镁锭，其镁含量的质量分数大于99.9％；所述Mg-Zr中间合金，其重量成分为Mg70％，Zr30％。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101947632A (zh) * 2010-08-25 2011-01-19 东北轻合金有限责任公司 一种Mg-Zn-Zr系镁合金模锻件的制备方法
CN101934365B (zh) * 2010-09-27 2012-05-30 上海交通大学 基于镁基合金的摩托车发动机缸套的制造方法
CN102061434B (zh) * 2010-11-15 2012-10-03 东莞市星河精密压铸模具有限公司 锌合金大平面压铸件整形工艺
CN102051509A (zh) * 2010-12-28 2011-05-11 西安工业大学 高强韧耐热Mg—Al—RE—Mn变形镁合金及其板材的制备方法
CN102071345A (zh) * 2011-01-21 2011-05-25 华南理工大学 一种Mg-Zn-Cu-Zr合金
CN104711469A (zh) * 2014-10-20 2015-06-17 西南交通大学 一种复相型高阻尼镁合金
CN105525178A (zh) * 2014-10-22 2016-04-27 上海交通大学深圳研究院 高导热可压铸Mg-Y-Zr系多元镁合金及其制备方法
CN104451312B (zh) * 2014-11-11 2016-11-23 沈阳航空航天大学 含微量高熔点元素的高比强度镁合金及其制备方法
CN104532092A (zh) * 2014-12-13 2015-04-22 重庆大学 一种电磁屏蔽镁合金材料及其制备方法
CN105603283B (zh) * 2016-03-31 2017-07-07 哈尔滨理工大学 一种制备及成形高强高韧变形镁合金的方法
CN106868369A (zh) * 2017-03-17 2017-06-20 扬州大学 一种单相过饱和固溶体镁锌合金的制备方法
CN109082572A (zh) * 2018-10-18 2018-12-25 广州宇智科技有限公司 一种新型阻燃且具有高阻尼性能的镁合金及其加工工艺
CN114366271A (zh) * 2021-11-22 2022-04-19 奚廷斐 一种适用于生物镁合金的接骨螺钉及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1616697A (zh) * 2004-11-11 2005-05-18 重庆大学 一种含稀土钇的高塑性镁合金
CN1672828A (zh) * 2005-04-19 2005-09-28 哈尔滨工业大学 一种制造微晶镁合金反向温度场挤压方法
JP2007119823A (ja) * 2005-10-26 2007-05-17 Kobe Steel Ltd 高強度マグネシウム合金押出し材

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1616697A (zh) * 2004-11-11 2005-05-18 重庆大学 一种含稀土钇的高塑性镁合金
CN1672828A (zh) * 2005-04-19 2005-09-28 哈尔滨工业大学 一种制造微晶镁合金反向温度场挤压方法
JP2007119823A (ja) * 2005-10-26 2007-05-17 Kobe Steel Ltd 高強度マグネシウム合金押出し材

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