CN115011851A - 一种适用于压铸的镁锂合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于压铸的镁锂合金及其制备方法。本发明的镁合金材料按质量百分比，包括以下组成：Li：5.3％‑6.2％；Al：1.5％‑2.5％；Zn：2.5％‑3.5％；Si：0.5％‑0.8％；Ag：0.2％‑0.4％；Ce：0.1％‑0.3％；其余为Mg。本发明在传统压力铸造中克服和传统镁锂合金高温下粘模的缺点，在压铸中可实现快速脱模。
Description
技术领域
本发明涉及合金材料领域，尤其涉及一种适用于压铸的镁锂合金及其制备方法。
背景技术
根据Mg-Li二元相图，当Li含量超过5.7％wt时，会使密排六方基体α相中出现体心立方结构的β相。而β相具有较高的塑性和延展性，因此镁锂合金的塑性一般优于其它镁合金体系，但强度普遍较低。现有成熟镁锂合金牌号的强度一般都远低于本项目的指标要求(如下表所示)。而在提高合金强度的同时，往往面临着塑性的急剧降低。因此，在大幅提高强度的同时维持较高的塑性是本专利申请要解决的关键问题。“强度和塑性兼得”也是镁合金开发乃至其他各种金属结构材料研发中的永恒主题。
发明内容
本发明为解决背景技术中存在的技术问题，而提供一种适用于压铸的镁锂合金及其制备方法，在传统压力铸造中克服和传统镁锂合金高温下粘模的缺点，在压铸中可实现快速脱模。
本发明的技术解决方案是：本发明为一种适用于压铸的镁锂合金，其特殊之处在于：所述镁合金材料按质量百分比，包括以下组成：Li：5.3％-6.2％；Al：1.5％-2.5％；Zn：2.5％-3.5％；Si：0.5％-0.8％；Ag：0.2％-0.4％；Ce：0.1％-0.3％；其余为Mg。
一种制备上述的适用于压铸的镁锂合金的方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：
1)配料：按照材料质量百分比进行配料；
2)熔炼、浇铸：使用真空中频炉进行熔炼镁锂合金；熔炼结束后浇铸成方锭；
3)制作颗粒料：使用破碎机对熔炼铸锭进行破碎。
进一步的，步骤2)中，具体熔炼工艺如下：熔炼设备为熔炼设备为真空熔炼炉，炉内真空度保持为60Pa以下，加热功率30kw预加热20分钟后，加热功率45kw加热至溶液全熔，然后在加热功率33kw保温40分钟，再以加热功率20kw降温25分钟至浇注温度，然后浇注。
本发明采用“多组元微合金化”的镁锂合金强韧化策略，从不同尺度、不同层次对镁锂合金进行强化及耐高温性能设计，并系统研究合金元素、杂质元素对镁锂合金的力学性能及组织演化的影响规律和内在机制。基于该理念，本发明首先设计出可保障合金基本性能(密度、强度、热变形能力)的由Li、Al、Zn组成的“三元”合金框架。然后加入Si、Ag、Ce三种微量合金元素，对合金的力学性能进行微调，以提高和改善其综合性能。因此，本发明具有以下有益效果：
1)细晶强化。晶粒细化可以有效地使材料的强度和塑性得到整体性提升。因此，晶粒细化是实现镁锂合金强韧化的有效手段，本发明通过加入的Ce导致Al2Ce含量增加，Mg17Al12和LiAl相量相应减少，实现晶粒的细化。
2)引入强化相。
2.1)本发明通过添加合适的合金元素Si、Ag元素，使熔体在凝固之前形成稳定、细小、弥散分布的第二相。这些第二相可保留至凝固后的合金中，起到钉扎位错、阻碍孪晶界迁移的作用，进而起到强化效果。
2.2)本发明通过通过添加合适的合金元素Si元素，可使合金熔体在凝固的过程中形成高强度、高模量的第二相。这些第二相可发生球化，并均匀地分布于晶粒内部和晶界上。这些高强高模量的第二相可起到两类强化作用。一是力学强化，即分载作用在镁基体上的应力(类似于复合材料中硬质相/纤维的作用)；二是缺陷强化，即通过钉扎位错运动和阻碍孪晶界迁移来起到强化作用。此外，均匀分布于晶界上的第二相还可起到阻碍晶界迁移的作用，即抑制晶粒长大，这可使得晶粒细化的效果得以保持。
附图说明
图1为本发明的镁锂合金的500倍金相相图。
具体实施方式
本发明提供了一种适用于压铸的镁锂合金，按质量百分比，包括以下组成：Li：5.3％-6.2％；Al：1.5％-2.5％；Zn：2.5％-3.5％；Si：0.5％-0.8％；Ag：0.2％-0.4％；Ce：0.1％-0.3％；其余为Mg。
本发明还提供了一种制备适用于压铸的镁锂合金的方法，该方法包括以下步骤：
1)配料：按照材料质量百分比进行配料；
2)熔炼、浇铸：使用真空中频炉进行熔炼镁锂合金；熔炼结束后浇铸成方锭；
按照以上配合比例配合后熔炼成铸锭，熔炼工艺如下：熔炼设备为熔炼设备为真空熔炼炉，炉内真空度保持为80Pa以下，加热功率40kw预加热20分钟后，加热功率45kw加热至溶液全熔，然后在加热功率38kw保温40分钟，再以加热功率20kw降温25分钟至浇注温度，然后浇注；
3)制作颗粒料：使用破碎机对熔炼铸锭进行破碎。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
因压铸时，压铸模具温度为150-200℃之间，本发明的压铸镁锂合金在此温度下力学性能如下：
实施例1：
材料成分：Li：5.5％；Al：1.7％；Zn：2.7％；Si：0.56％；Ag：0.24％；Ce：0.14％；其余为Mg。
不同高温下强度如下：
| 温度 | 抗拉强度/MPa | 屈服强度/MPa | 延伸率/％ |
| 150℃ | 127 | 95 | 19 |
| 200℃ | 113 | 87 | 22 |
实施例2：
材料成分：Li：5.9％；Al：1.9％；Zn：2.9％；Si：0.61％；Ag：0.29％；Ce：0.19％；其余为Mg。
不同高温下强度如下：
| 温度 | 抗拉强度/MPa | 屈服强度/MPa | 延伸率/％ |
| 150℃ | 136 | 98 | 23 |
| 200℃ | 127 | 92 | 21 |
实施例3：
材料成分：Li：6.1％；Al：2.2％；Zn：3.2％；Si：0.59％；Ag：0.29％；Ce：0.23％；其余为Mg。
不同高温下强度如下：
| 温度 | 抗拉强度/MPa | 屈服强度/MPa | 延伸率/％ |
| 150℃ | 131 | 99 | 21 |
| 200℃ | 128 | 90 | 23 |
参见图1，从图中可以看出本发明的镁锂合金晶粒较小，仅3-5微米。
本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。
以上，仅为本发明公开的具体实施方式，但本发明公开的保护范围并不局限于此，本发明公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种适用于压铸的镁锂合金，其特征在于：所述镁合金材料按质量百分比，包括以下组成：Li：5.3％-6.2％；Al：1.5％-2.5％；Zn：2.5％-3.5％；Si：0.5％-0.8％；Ag：0.2％-0.4％；Ce：0.1％-0.3％；其余为Mg。
2.一种制备权利要求1所述的适用于压铸的镁锂合金的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
1)配料：按照材料质量百分比进行配料；
2)熔炼、浇铸：使用真空中频炉进行熔炼镁锂合金；熔炼结束后浇铸成方锭；
3)制作颗粒料：使用破碎机对熔炼铸锭进行破碎。
3.根据权利要求2所述的适用于压铸的镁锂合金的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，具体熔炼工艺如下：熔炼设备为熔炼设备为真空熔炼炉，炉内真空度保持为60Pa以下，加热功率30kw预加热20分钟后，加热功率45kw加热至溶液全熔，然后在加热功率33kw保温40分钟，再以加热功率20kw降温25分钟至浇注温度，然后浇注。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116065071A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-05-05 | 西安四方超轻材料有限公司 | 一种适用于铸造的耐热镁锂合金及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004323935A (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | アルミニウム被覆マグネシウム−リチウム系合金基材及びその製造方法 |
| CN104046869A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-09-17 | 重庆大学 | 一种镁锂硅合金及其制备方法 |
| CN113502422A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-10-15 | 清华大学 | 高强韧镁锂合金及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004323935A (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | アルミニウム被覆マグネシウム−リチウム系合金基材及びその製造方法 |
| CN104046869A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-09-17 | 重庆大学 | 一种镁锂硅合金及其制备方法 |
| CN113502422A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-10-15 | 清华大学 | 高强韧镁锂合金及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116065071A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-05-05 | 西安四方超轻材料有限公司 | 一种适用于铸造的耐热镁锂合金及其制备方法 |
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