CN109609823A - 一种具有高屏蔽性能镁锂合金及其制备方法 - Google Patents

一种具有高屏蔽性能镁锂合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的是一种具有高屏蔽性能镁锂合金及其制备方法。将配置好的原料置于真空熔炼炉中，炉内抽真空，然后向炉内通入氩气，使炉内压强维持在0.04‑0.05Mpa，加热升温至700℃±15℃，恒温保持8‑10分钟，随炉冷却形成镁锂合金铸锭，在220℃±5℃的热处理炉中保温10±1小时进行均匀化处理；在200℃±5℃、轧辊速度600±50转/分钟的条件下，单道次压下20％，轧制成镁锂合金板。本发明通过变形加工和热处理工艺,在获得高电导率的同时，在合金内形成大量的内部相界面，获得良好反射损耗R的同时，获得良好的多重反射修正因子，因此获得高电磁屏蔽性能的镁锂合金材料。

Description

一种具有高屏蔽性能镁锂合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及的是一种镁锂合金，本发明也涉及的是一种镁锂合金的制备方法。具体地说是一种具有优异电磁屏蔽性能镁锂合金及其制备方法。
背景技术
电磁干扰(EMI)是电气和电子设备发出的电磁(EM)辐射。随着电子和通信技术的快速发展，EM辐射问题变得越来越突出。电磁辐射不仅对人体健康和环境产生不利影响，而且还会对电子设备造成干扰。因此，电磁屏蔽作为电磁防护方法受到越来越多的关注，屏蔽材料在屏蔽效应中起着重要作用。镁合金材料不但具有良好的电磁屏蔽性能，而且还具有较高的强度和显著的轻质特性，作为一种电磁屏蔽用的结构壳体材料，结构功能一体化效果非常明显。
屏蔽材料的电磁屏蔽效果可以通过屏蔽效能(SE)来表征。对于不同频率的电磁波，不同类型的电磁屏蔽材料的屏蔽效能是不同的。对于高频电磁波，一些高导电性材料，如铜，铝，镁等金属材料具有良好的屏蔽效果；对于低频电磁波，高磁导率屏蔽材料具有良好的效果，如铁氧体，钢等。电磁屏蔽效能主要由三种机制决定：电磁波的反射，称为反射损耗，用R表示；金属板传输的电磁波的吸收称为吸收损耗，用A表示；金属板中的残余能量在金属板的两个界面之间多次反射，称为多重反射校正因子，用B表示。一般来说，电屏蔽主要由R决定，良好的导电性促进电屏蔽；磁屏蔽主要由A决定，良好的磁导率促进磁屏蔽；B主要由材料的内部界面密度决定。
近年来，国外学者目前针对于镁合金电磁屏蔽方面的研究还未见报道，国内学者围绕镁合金的电磁屏蔽性能开展了一系列的研究工作，主要是通过提高合金导电性能从而提高合金的反射损耗R。
发明内容
本发明的目的在于提供一种屏蔽效果优异的具有高屏蔽性能镁锂合金。本发明的目的还在于提供一种屏蔽效果优异的具有高屏蔽性能镁锂合金的制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明的具有高屏蔽性能镁锂合金的成分及质量百分含量为：Al:1.0-3.5％，Zn:0.5-2.0％，Li:6.0-11％，其余为Mg。
本发明的具有高屏蔽性能镁锂合金的制备方法为：
将配置好的原料置于真空熔炼炉中，炉内抽真空，然后向炉内通入氩气，使炉内压强维持在0.04-0.05Mpa，加热升温至700℃±15℃，恒温保持8-10分钟，随炉冷却形成镁锂合金铸锭，在220℃±5℃的热处理炉中保温10±1小时进行均匀化处理；
在200℃±5℃、轧辊速度600±50转/分钟的条件下，单道次压下20％，轧制成镁锂合金板。
本发明的具有高屏蔽性能镁锂合金的制备方法还可以包括：
1.所述炉内抽真空是使炉内压强在1×10-2Pa以下。
2.所述轧制成镁锂合金板是由初始厚度为15mm压制成2mm的板。
3.轧制前利用线切割将镁锂合金铸锭切成块状，去除表面的氧化层。
本发明结合之前对于镁合金的电磁屏蔽性能的研究，设计并制备一种镁锂合金，通过变形加工和热处理工艺,在获得高电导率的同时，在合金内形成大量的内部相界面，获得良好反射损耗R的同时，获得良好的多重反射修正因子，因此获得高电磁屏蔽性能的镁锂合金材料。
通过对制备的镁锂合金板的金相组织、电磁屏蔽性能进行检测、分析、表征，证明本发明具有如下优点：
1..本发明以双相镁锂合金作为基体，与镁合金相比，其优势在于双相镁锂合金内特有的α/β相界面，通过轧制将两相拉长，增加了电磁波的多重反射损耗和吸收损耗。轧制还细化了原有的AiLi相，使其弥散分别在基体中，见附图1(a)-图1(b)。
2.本发明的镁锂合金在轧制态时的电磁屏蔽性能在低频段30MHz时屏蔽效能为102.31dB，800MHz时屏蔽效能为95.22dB，1500MHz时屏蔽效能为88.63dB。明显高于镁基合金的电磁屏蔽性能。其主要是由于双相镁锂合金所特有的α相和β相所提供的相界面，通过轧制处理后使得α/β相呈交替排列结构，有助于对电磁波的多重反射，起到了很好的屏蔽效果。
附图说明
图1(a)为该镁锂合金的金相图片，在两相中弥散分布着AlLi相；
图1(b)为该镁锂合金的SEM图片，α/β相交替排列结构非常明显；
图2为该镁锂合金的XRD物相分析图片；
图3为该镁锂合金在30MHz-1500MHz的屏蔽效能曲线。
具体实施方式
下面举例对本发明做更详细的描述。
实施例一：
本发明的高电磁屏蔽性能镁锂合金的成分及质量百分含量为：Al:1.0-3.5％，Zn:0.5-2.0％，Li:6.0-11％，其余为Mg。
高电磁屏蔽性能镁锂合金的制备方法如下：
1)配置原料
按照合金成分及质量百分含量为Al:1.0-3.5％，Zn:0.5-2.0％，Li:6.0-11％，其余为Mg配置原料，其中各个化学物质的质量纯度都为99.9％；
2)制备镁锂合金
将配置好的原料加入真空熔炼炉的熔炼坩埚中，关闭真空感应熔炼炉，抽取炉内空气，使炉内压强在1×10-2Pa以下。然后向真空感应炉内通入氩气，使炉内压强维持在0.04-0.05Mpa。开启真空感应炉的高频感应加热装置，熔炼温度约在700℃±15℃，在此温度下恒温保持8-10分钟。最后通过摇臂将镁锂合金熔体倒入开合式模具内，随炉冷却后取出铸锭，即镁锂合金锭。将得到的镁锂合金锭在220℃的热处理炉中保温10小时进行均匀化处理。
3)轧制镁锂合金锭
轧制前利用线切割将镁锂合金锭切成块状试样，用钢丝刷刷去试样表面的氧化层。在200℃、轧辊速度为600转/分钟的条件下，单道次压下20％，最后由初始厚度为15mm压制成2mm的板状。
实施例二：
对镁锂合金锭用电火花线切割切割成120mm×40mm×15mm，切割后对试样表面进行打磨。
随后在200℃的电阻炉中保温0.5小时，在轧辊速度为600转/分钟的立式轧机中轧制。每道次的压下量控制在20％，从15mm轧至2mm，总压下量为86.7％。将等到的轧制态样品进行金相观察、SEM观察、XRD物相分析以及电磁屏蔽性能测试。结果表面，轧制态的合金电磁屏蔽性能在低频段30MHz时屏蔽效能为102.31dB，800MHz时屏蔽效能为95.22dB，1500MHz时屏蔽效能为88.63dB，明显高于镁基合金的电磁屏蔽性能。

Claims (8)

1.一种具有高屏蔽性能镁锂合金，其特征是：成分及质量百分含量为：Al:1.0-3.5％，Zn:0.5-2.0％，Li:6.0-11％，其余为Mg。
2.根据权利要求1所述的具有高屏蔽性能镁锂合金，其特征是：成分及质量百分含量为：Al:2.0-3.0％，Zn:1.0-1.5％，Li:8.0-10％，其余为Mg。
3.根据权利要求2所述的具有高屏蔽性能镁锂合金，其特征是：成分及质量百分含量为：Al:2.5％，Zn:1.5％，Li:9.0％，其余为Mg。
4.一种权利要求1所述的具有高屏蔽性能镁锂合金的制备方法，其特征是：将配置好的原料置于真空熔炼炉中，炉内抽真空，然后向炉内通入氩气，使炉内压强维持在0.04-0.05Mpa，加热升温至700℃±15℃，恒温保持8-10分钟，随炉冷却形成镁锂合金铸锭，在220℃±5℃的热处理炉中保温10±1小时进行均匀化处理；
在200℃±5℃、轧辊速度600±50转/分钟的条件下，单道次压下20％，轧制成镁锂合金板。
5.根据案例要求4所述的具有高屏蔽性能镁锂合金的制备方法，其特征是：所述炉内抽真空是使炉内压强在1×10-2Pa以下。
6.根据案例要求4或5所述的具有高屏蔽性能镁锂合金的制备方法，其特征是：所述轧制成镁锂合金板是由初始厚度为15mm压制成2mm的板。
7.根据案例要求4或5所述的具有高屏蔽性能镁锂合金的制备方法，其特征是：轧制前利用线切割将镁锂合金铸锭切成块状，去除表面的氧化层。
8.根据案例要求6所述的具有高屏蔽性能镁锂合金的制备方法，其特征是：轧制前利用线切割将镁锂合金铸锭切成块状，去除表面的氧化层。
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