CN107447151A - 一种表面高硬度的镁合金材料 - Google Patents

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任建军
李宵
石志纲
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Abstract

本发明涉及一种表面高硬度的镁合金材料，以镁为基体，所述基体按照相应的生产方法均匀分布有合金材料，所述合金材料按照以下金属材料及其重量百分比组成：Cu为5.5‑6.5%、Zn为5.5‑6.5%、Mn为0.17‑0.4%、Fe≤0.05%、Ni≤0.001%、Si≤0.1%、Be为0.005‑0.012%，其余为少量不可避免杂质；所述生产方法为：（1）炼熔铸造：在坩埚里先将镁锭融化，在镁液温度600‑700℃时添加Zn、温度升到650‑750℃添加Cu，添加精炼溶剂精炼20‑40分钟，降温至630‑650℃静置20‑30分钟后添加Be，在660‑680℃铸成棒状；（2）挤压变形：在挤压机上将车皮后的镁合金铸棒挤压成板材，挤压温度为320‑380℃，挤压比在25‑38%；（3）热处理：镁合金板材在160‑180℃固溶处理20‑50小时。

Description

一种表面高硬度的镁合金材料
技术领域
本发明涉及镁合金材料领域，具体指有一种表面高硬度的镁合金材料。
背景技术
镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。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。
目前普通镁合金材料抗拉强度为260MPa左右，表面硬度都在韦氏硬度8-10 之间，市场需要高强度高硬度的镁合金材料做鞋服模具，要求抗拉强度≥280，表面硬度大于等于韦氏硬度15。传统的镁合金只能添加极少量的Cu以加强镁合金的硬度，然而还是无法达到所需的要求。
针对上述的现有技术存在的问题设计一种表面高硬度的镁合金材料是本发明研究的目的。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明在于提供一种表面高硬度的镁合金材料，能够有效解决上述现有技术存在的问题。
本发明的技术方案是：
一种表面高硬度的镁合金材料，以镁为基体，所述基体按照相应的生产方法均匀分布有合金材料，所述合金材料按照以下金属材料及其重量百分比组成：Cu为5.5-6.5%、Zn为5.5-6.5%、Mn为0.17-0.4%、Fe≤0.05%、Ni≤0.001%、Si≤0.1%、Be为0.005-0.012%，其余为少量不可避免杂质；
所述生产方法为：
（1）炼熔铸造：在坩埚里先将镁锭融化，在镁液温度600-700℃时添加Zn、温度升到650-750℃添加Cu，添加精炼溶剂精炼20-40分钟， 降温至630-650℃静置20-30分钟后添加Be，在660-680℃铸成棒状；
（2）挤压变形：在挤压机上将车皮后的镁合金铸棒挤压成板材，挤压温度为320-380℃，挤压比在25-38%；
（3）热处理：镁合金板材在160-180℃固溶处理20-50小时。
所述生产方法的步骤（1）中，在镁液温度650℃时添加Zn。
所述生产方法的步骤（1）中，温度升到700℃时添加Cu
本发明的优点：
本发明在镁合金成分上进行突破，改变以往只能添加少量的Cu，将Cu的含量增加到5.5-6.5%，配以适量的Be元素，通过相应的生产方法，使得镁合金在生产的过程中，挤压变形所需的温度比普通镁合金温度低，并且挤压后的镁合金做固溶处理，最终使得整体镁合金的韦氏硬度大于等于15、抗拉强度大于等于280。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，现将结合实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
一种表面高硬度的镁合金材料，以镁为基体，所述基体按照相应的生产方法均匀分布有合金材料，所述合金材料按照以下金属材料及其重量百分比组成：Cu为6.0%、Zn为6.0%、Mn为0.25%、Fe≤0.05%、Ni≤0.001%、Si≤0.1%、Be为0.005-0.012%，其余为少量不可避免杂质；
所述生产方法为：
（1）炼熔铸造：在坩埚里先将镁锭融化，在镁液温度650℃时添加Zn、温度升到700℃添加Cu，添加精炼溶剂精炼30分钟， 降温至640℃静置30分钟后添加Be，在670℃铸成棒状；
（2）挤压变形：在挤压机上将车皮后的镁合金铸棒挤压成板材，挤压温度为350℃，挤压比在33%；
（3）热处理：镁合金板材在170℃固溶处理48小时。
根据实施例1生产的镁合金板，通过万能试验机和巴氏硬度测量仪，得到的产品抗拉强度292MPa，表面韦氏硬度15.5。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种表面高硬度的镁合金材料，以镁为基体，其特征在于：所述基体按照相应的生产方法均匀分布有合金材料，所述合金材料按照以下金属材料及其重量百分比组成：Cu为5.5-6.5%、Zn为5.5-6.5%、Mn为0.17-0.4%、Fe≤0.05%、Ni≤0.001%、Si≤0.1%、Be为0.005-0.012%，其余为少量不可避免杂质；
所述生产方法为：
（1）炼熔铸造：在坩埚里先将镁锭融化，在镁液温度600-700℃时添加Zn、温度升到650-750℃添加Cu，添加精炼溶剂精炼20-40分钟， 降温至630-650℃静置20-30分钟后添加Be，在660-680℃铸成棒状；
（2）挤压变形：在挤压机上将车皮后的镁合金铸棒挤压成板材，挤压温度为320-380℃，挤压比在25-38%；
（3）热处理：镁合金板材在160-180℃固溶处理20-50小时。
2.根据权利要求1所述的一种表面高硬度的镁合金材料，其特征在于：所述生产方法的步骤（1）中，在镁液温度650℃时添加Zn。
3.根据权利要求1所述的一种表面高硬度的镁合金材料，其特征在于：所述生产方法的步骤（1）中，温度升到700℃时添加Cu。
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