CN116926391A - 一种高亮高耐蚀镁合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高亮高耐蚀镁合金，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 7～9％、Y 0.2～1.2％，余量为Mg和不可避免的杂质。本发明通过加入可钝化的Al以及Y元素，其氧化形成的Al2O3及Y2O3具有高的致密性，从而使得镁基体表面形成一层高亮致密的钝化膜，可以在空气中持续保持金属光泽。同时，本发明通过组织调控手段使得镁基体析出大量细小的纳米沉淀相，促进镁基体的氧化腐蚀，以形成一层致密的腐蚀产物膜，从而有效保护镁基体不发生加速腐蚀。本发明通过合金化设计，通过添加可钝化元素形成一层高亮钝化层，设计制备出具有高亮外观的高耐蚀镁合金，为高亮耐蚀镁合金的应用奠定基础。
Description
技术领域
本发明涉及一种镁合金，尤其是一种具有持续高亮外观、且具有高耐蚀性的镁合金及其制备方法。
背景技术
随着节能减排以及碳中和碳达峰的倡导，轻量化已经成为目前解决能源和环境问题的重要手段。而镁合金具有目前结构金属中最低的密度，是目前轻量化应用的最有力候选材料。同时镁合金具有高的比强度、优异的导热以及阻尼性能、良好的电子屏蔽性能以及生物相容性等众多优点，其在航空航天、汽车运输、3C以及生物医用材料领域具有巨大的应用潜力。特别是在3C电子产品领域，镁合金具有更轻的重量以及优异的散热以及电磁屏蔽能力，在数码产品的轻量化领域具有绝对优势。但是，镁本身化学性质比较活泼，具有结构金属中最低的电极电位(-2.37V/SHE)，在热力学上镁是极易作为阳极发生腐蚀溶解的。但是最根本的原因是由于在动力学方面，镁的氧化膜主要由MgO组成，其PBR(Pilling-Bedworth ratio)小于1，不能致密完整地覆盖在镁基体表面，因此不具有很好的腐蚀保护性能。其次镁合金在腐蚀介质中生成的腐蚀产物Mg(OH)2是一种片状结构，具有疏松多孔的特性，同样不具有持续保护镁基体的能力。特别是在含有氯离子的腐蚀介质中，腐蚀产物Mg(OH)2会被氯离子攻击生成可溶性MgCl2，进一步失去防护作用。因此设计和制备具有高耐蚀性的镁合金是镁合金可以大规模应用的关键。在3C电子产品领域，镁合金能够保持持续的金属光泽，对于电子产品的装饰和美观性是极其重要的。
目前所使用的商用镁合金，如AZ31B以及AZ91等，其在腐蚀介质以及空气中发生腐蚀时，会发黑形成一层黑色的腐蚀产物，这对于在数码产品中的应用是不利的。而设计和制备具有高亮外观的高耐蚀镁合金是解决镁合金在3C数码产品领域中应用的关键。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种具有持续高亮外观且具有高耐蚀性的镁合金，所述镁合金可以解决目前镁合金在3C数码产品应用领域存在的外观发黑等问题。同时，本发明还提供了所述镁合金的制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种高亮高耐蚀镁合金，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 7～9％、Y 0.2～1.2％，余量为Mg和不可避免的杂质。
本发明所述镁合金，通过添加可钝化的Al以及Y元素，并通过组织调控，使得所述镁合金具有大量细小Mg17Al12第二相以及Al2Y相组成的组织形貌。所述镁合金中析出大量致密的第二相组织，促进了镁基体表面高亮致密钝化膜的形成；同时，在腐蚀介质中，大量细小的第二相能够与周围镁基体形成微弱的微电偶腐蚀对，促进镁基体表面迅速形成一层致密的腐蚀产物膜层，从而实现对镁基体的腐蚀防护作用。
作为本发明所述高亮高耐蚀镁合金的优选实施方式，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 7～8％、Y 0.2～0.5％，余量为Mg和不可避免的杂质。
作为本发明所述高亮高耐蚀镁合金的优选实施方式，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 7.8％、Y 0.21％，余量为Mg和不可避免的杂质。
作为本发明所述高亮高耐蚀镁合金的更优选实施方式，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 7.8％、Y 0.21％、Fe 0.0054％、Ni 0.0012％、Cu0.0006％、Si0.06％，余量为Mg。
作为本发明所述高亮高耐蚀镁合金的优选实施方式，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 8.1％、Y 0.52％，余量为Mg和不可避免的杂质。
作为本发明所述高亮高耐蚀镁合金的更优选实施方式，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 8.1％、Y 0.52％、Fe 0.0068％、Ni 0.0010％、Cu0.0008％、Si0.12％，余量为Mg。
作为本发明所述高亮高耐蚀镁合金的优选实施方式，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 7.5％、Y 1.06％，余量为Mg和不可避免的杂质。
作为本发明所述高亮高耐蚀镁合金的更优选实施方式，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 7.5％、Y 1.06％、Fe 0.0043％、Ni 0.0009％、Cu0.0005％、Si0.08％，余量为Mg。
另外，本发明还提供一种高亮高耐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：根据镁合金的成分含量，计算所需要的纯镁、纯铝、Mg-Y中间合金的量，进行备料并预热处理；
S2：在保护气体下，将纯镁锭、纯铝锭、Mg-Y中间合金熔化，得到镁合金熔体；
S3：在保护气体下，对所述镁合金熔体进行精炼，精炼的过程中进行搅拌，然后静置保温和扒渣处理，得到经过净化的镁合金熔体。
S4：在保护气体下，将所述经过净化的镁合金熔体浇铸到经过预热的金属型模具中，得到镁合金铸锭；
S5：对所述的镁合金铸锭进行均匀化处理，然后挤压成型，得到挤压态镁合金；
S6：对所述挤压态镁合金进行热处理，即得所述高亮高耐蚀镁合金；所述热处理包括固溶处理和时效处理。
本发明所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法中，所述步骤S6中对挤压态镁合金进行热处理，且所述热处理包括固溶处理和时效处理，通过调整热处理的工艺，能够调控制备所得镁合金的微观组织，使得制备所得镁合金中具有大量细小Mg17Al12第二相以及Al2Y相组成的组织形貌。通过大量析出的第二相氧化形成一层致密的高亮钝化膜；同时在腐蚀介质中时，大量细小的第二相可以与周围镁基体形成微弱的微电偶腐蚀对，促进镁基体表面迅速形成一层致密的腐蚀产物膜层，从而实现对镁基体的腐蚀防护作用。同时，所述制备方法工艺步骤简单，适合大规模量产使用。
作为本发明所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法的优选实施方式，所述步骤S2中先在680℃将纯镁锭熔化，然后在720～750℃下加入纯铝锭并保温20～30分钟，最后在750℃下加入Mg-Y中间合金，搅拌并保温20～30分钟，得到镁合金熔体。
作为本发明所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法的优选实施方式，所述步骤S3中搅拌时间为3～5分钟，精炼温度为740～750℃，静置保温的温度为740～750℃，保温时间为30～40分钟。
作为本发明所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法的优选实施方式，所述步骤S5中均匀化处理的温度为350～400℃，处理时间为8～12小时；所述挤压成型的温度为350～380℃，挤压速度为1.0～1.2m/min，挤压比为10:1～15:1。
作为本发明所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法的优选实施方式，所述步骤S6中，所述热处理包括依次进行的固溶处理和时效处理。
作为本发明所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法的优选实施方式，所述步骤S6中，所述固溶处理温度为390～400℃，处理时间为5～8小时。
作为本发明所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法的优选实施方式，所述步骤S6中，所述时效处理温度为200～225℃，处理时间为24～48小时。
作为本发明所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法的优选实施方式，所述步骤S4中的浇铸温度为700～720℃。
作为本发明所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法的优选实施方式，所述保护气体为SF6和CO2的混合气体。
本发明所述高亮高耐蚀镁合金，添加了具有高PBR的Al元素以及Y元素，氧化所形成的Al2O3和Y2O3具有高的致密性，促进基体表面致密钝化膜的形成。本发明中镁合金所形成的钝化膜致密性高且较薄，因而镁基体表现出高亮的金属光泽。在腐蚀介质氯化钠溶液中，本发明的镁合金可以迅速钝化形成一层致密钝化膜，具有优异的耐腐蚀性能。本发明的高亮耐蚀镁合金在3.5wt％NaCl溶液中浸泡7天后的腐蚀失重速率最低仅有0.065mg/cm2/day，析氢速率最低仅有0.053mL/cm2/day，远低于目前所用的商用镁合金，如AZ31B以及AZ91D镁合金。本发明的高亮高耐蚀镁合金通过少量低成本Y元素以及Al元素的添加，同时通过微观组织调控手段，实现了具有高亮金属光泽的高耐蚀镁合金的研发。本发明的高亮高耐蚀镁合金具有低成本的优势，特别适用于3C数码领域中产品的轻量化需求。
本发明所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法，通过热处理工艺调控组织，制备出具有大量细小Mg17Al12第二相以及Al2Y相组成的组织形貌。通过大量析出的第二相氧化形成一层致密的高亮钝化膜；同时在腐蚀介质中时，大量细小的第二相可以与周围镁基体形成微弱的微电偶腐蚀对，促进镁基体表面迅速形成一层致密的腐蚀产物膜层，从而实现对镁基体的腐蚀防护作用。目前所使用的商用镁合金如AZ91D，由于其粗大的网状第二相组织与镁基体之前强烈的微电偶腐蚀效应，而易于发生局部腐蚀，且并不能形成一层有效保护基体的腐蚀产物膜，表现出持续的加速腐蚀行为，因此表现出较差的耐蚀性。本发明所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法，能够制备出具有高亮外观的高耐蚀镁合金，特别适用于3C数码领域中对于镁合金的性能要求，而且所述制备方法适合大规模量产，具有高的商业应用价值。
附图说明
图1为本发明实施例1所述高亮高耐蚀镁合金的SEM微观组织图；
图2为本发明实施例1所述镁合金和对比例2所述AZ31B镁合金在3.5wt％NaCl溶液中浸泡24小时后的宏观表面形貌；
图3为本发明实施例1所述高亮高耐蚀镁合金在3.5wt％NaCl溶液中浸泡20天后的腐蚀产物膜层截面SEM图；
图4为对比例1中AZ91D镁合金在3.5wt％NaCl溶液中浸泡7天后腐蚀产物的截面SEM图。
在附图中，Epoxy指环氧树脂，Mg Matrix指镁基体，Epoxy指环氧树脂，Mg Matrix指镁基体，corrosion pits指点蚀坑，corrosion products指腐蚀产物，corrosionproducts film指腐蚀产物膜。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1～13
本发明所述高亮高耐蚀镁合金的13个实施例，所述实施例1～13的镁合金含有的成分如表1所示：
表1实施例1～13所述镁合金的成分组成
实施例1～13所述镁合金的制备方法均包括以下步骤：
S1：根据镁合金的成分含量，计算所需要的纯镁、纯铝、Mg-Y中间合金的量，进行备料并预热处理；
S2：在SF6和CO2的混合气体下，先在680℃将纯镁锭熔化，然后在720～750℃下加入纯铝锭并保温20～30分钟，清除熔体表面的熔渣，最后在750℃下加入Mg-Y中间合金，搅拌3～5分钟，并保温20～30分钟，得到镁合金熔体；
S3：在SF6和CO2的混合气体下，对所述镁合金熔体进行精炼，精炼过程中剧烈搅拌3～5分钟，然后静置保温和扒渣处理，得到经过净化的镁合金熔体。
S4：在SF6和CO2的混合气体下，将所述经过净化的镁合金熔体浇铸到经过预热的金属型模具中，得到镁合金铸锭；
S5：对所述的镁合金铸锭进行均匀化处理，然后挤压成型，得到挤压态镁合金；
S6：对所述挤压态镁合金进行热处理，即得所述高亮高耐蚀镁合金；所述热处理包括固溶处理和时效处理。
实施例1～13所述镁合金的制备方法中，各步骤的工艺参数选择如表2所示：
表2实施例1～13所述镁合金的制备方法工艺参数
实施例14
本发明所述镁合金的腐蚀性能试验
本实施例分别采用上述实施例1～13制备所得镁合金和对比例1～14所述镁合金作为试验对象，所述对比例1～14所述镁合金如下：
对比例1选用商用AZ91D镁合金，直接购于市场，其包含以下重量百分含量的成分：Al 8.8％、Zn 0.65％、Mn 0.21％、Fe 0.056％、Ni 0.0010％、Cu 0.0008％、Si 0.05％，余量为Mg。
对比例2选用商用AZ31B镁合金，直接购于市场，其包含以下重量百分含量的成分：A1 2.89％、Zn 0.75％、Mn 0.19％、Fe 0.081％、Ni 0.0009％、Cu 0.0007％、Si 0.03％，余量为Mg。
对比例3所述镁合金除Al的含量与实施例1不同外，其余成分及制备方法均与实施例1相同。对比例3所述镁合金中Al的质量百分含量为10％。
对比例4所述镁合金除Al的含量与实施例1不同外，其余成分及制备方法均与实施例1相同。对比例4所述镁合金中Al的质量百分含量为6％。
对比例5所述镁合金除Al的含量与实施例2不同外，其余成分及制备方法均与实施例2相同。对比例5所述镁合金中Al的质量百分含量为10％。
对比例6所述镁合金除Al的含量与实施例2不同外，其余成分及制备方法均与实施例2相同。对比例6所述镁合金中Al的质量百分含量为6％。
对比例7所述镁合金除Y的含量与实施例1不同外，其余成分及制备方法均与实施例1相同。对比例7所述镁合金中Y的质量百分含量为0.1％。
对比例8所述镁合金除Y的含量与实施例1不同外，其余成分及制备方法均与实施例1相同。对比例8所述镁合金中Y的质量百分含量为1.3％。
对比例9所述镁合金除了制备方法中步骤S6的热处理与实施例1不同外，所述镁合金的成分及制备方法中其他步骤和工艺条件均与实施例1相同。对比例9所述镁合金的制备方法中步骤S6中的热处理仅进行固溶处理。
对比例10所述镁合金除了制备方法中步骤S6的热处理与实施例1不同外，所述镁合金的成分及制备方法中其他步骤和工艺条件均与实施例1相同。对比例10所述镁合金的制备方法中步骤S6中的热处理仅进行时效处理。
对比例11所述镁合金除了制备方法中步骤S6的热处理中固溶处理的温度和时间与实施例1不同外，所述镁合金的成分及制备方法中其他步骤和工艺条件均与实施例1相同。对比例11所述镁合金的制备方法中步骤S6中的热处理中固溶处理温度为410℃，时间为4小时。
对比例12所述镁合金除了制备方法中步骤S6的热处理中固溶处理的温度和时间与实施例1不同外，所述镁合金的成分及制备方法中其他步骤和工艺条件均与实施例1相同。对比例12所述镁合金的制备方法中步骤S6中的热处理中固溶处理温度为380℃，时间为10小时。
对比例13所述镁合金除了制备方法中步骤S6的热处理中时效处理的温度和时间与实施例1不同外，所述镁合金的成分及制备方法中其他步骤和工艺条件均与实施例1相同。对比例13所述镁合金的制备方法中步骤S6中的热处理中时效处理温度为230℃，时间为22小时。
对比例14所述镁合金除了制备方法中步骤S6的热处理中时效处理的温度和时间与实施例1不同外，所述镁合金的成分及制备方法中其他步骤和工艺条件均与实施例1相同。对比例14所述镁合金的制备方法中步骤S6中的热处理中时效处理温度为190℃，时间为50小时。
实施例1～13和对比例1～14所述镁合金的腐蚀性能测试方法为：
将各组尺寸为20×20×5mm的镁合金置于中性3.5wt％NaCl溶液(溶液体积为600mL)，温度为室温25℃，测试时间为7天。浸泡腐蚀测试符合国标GB 10124-88，通过计算腐蚀测试前样品的重量与腐蚀测试清洗后样品的重量差来计算失重速率。失重速率通过重量差除以试样表面积除以测试天数得到。通过记录滴定管中溶液的减少量来等效成镁腐蚀析出的氢气体积。通过析出的氢气体积除以试样表面积除以测试天数得到析氢速率。腐蚀清洗剂为200g/L CrO3+10g/L AgNO3，为通用镁合金腐蚀产物清洗方法。各组镁合金的失重速率和析氢速率，测试结果如表3所示。
表3实施例和对比例镁合金的腐蚀性能测试结果
由表3结果可看出，本发明实施例1～13的高亮高耐蚀镁合金在3.5wt％NaCl溶液中浸泡7天后的失重速率和析氢速率要远小于商用AZ91D以及AZ31B镁合金以及对比例3～14的镁合金。
同时，由表3结果可看出，随着Y含量的增加，本发明的镁合金的腐蚀速率先降低后增加，其中Mg-8Al-0.5Y具有最低的腐蚀速率。这是因为随着合金中Y含量的增加，镁基体氧化腐蚀所形成的腐蚀产物膜中Y含量也会增加，从而促进了表面钝化膜的致密化，因而表现出更加优异的耐蚀性。但是随着Y含量的进一步增加，基体中高电位Al2Y相的含量也随着增加。这就造成Al2Y相与镁基体之间形成的微电偶腐蚀对也同样增加，从而导致镁基体中的微电偶腐蚀效应大于Y含量增加所引起的膜层保护性的增加。此外，Y含量的增加会形成大量的硬质相Al2Y，从而导致合金的力学性能下降，特别是延伸率的下降。因此，本发明中Y含量需要控制在一个合理的范围内。一方面，本发明中添加的稀土元素Y可以净化熔体，降低熔体中的Fe等杂质元素的含量。另一方面，稀土Y元素易于氧化，且氧化所形成的氧化膜具有高的致密性；合金Y元素的添加可以与Al元素协同促进镁基体表面致密钝化膜的形成，使得镁基体的氧化膜由疏松的MgO向致密的具有Al2O3及Y2O3掺杂的MgO膜层转变。
由对比例3～6的结果与实施例1和实施例2进行对比可知，如果镁合金中Al含量太高时，一方面，铸态镁基体中会形成大量网状Mg17Al2第二相，使得镁合金难以挤压成型；另一方面，Al含量过高时所形成的大量Mg17Al2第二相并不能完全固溶到镁基体中，从而导致时效过程中第二相变大，导致第二相与镁基体的微电偶腐蚀加剧。当Al过低时，一方面，镁基体中时效析出的纳米级Mg17Al2第二相数量会减少，从而导致第二相氧化腐蚀形成的腐蚀产物膜的致密性下降，从而使得镁基体耐蚀性下降。另一方面，本发明的镁合金之所以具有高亮的金属外观，是由于适量Al元素和Y元素的氧化所形成的致密氧化膜所致的。当Al含量过低时，镁基体中析出的纳米级Mg17Al2第二相的数量会大大降低，从而导致镁基体形成致密氧化膜的能力下降，因而导致合金在腐蚀过程中不能保持高亮的金属光泽。
由对比例7～8与实施例1进行对比可知，如果镁合金中Y含量太高，基体中高电位Al2Y相的含量也随之增加，从而造成Al2Y相与镁基体之间形成的微电偶腐蚀效应也显著增加，从而导致镁基体中的微电偶腐蚀效应远远大于Y含量增加所引起的膜层保护性的增加，因此所得镁合金的耐蚀性显著下降。如果镁基体中Y含量太低，镁基体在氧化腐蚀过程中所形成的氧化膜和腐蚀产物膜中Y含量过低，不能有效促进镁基体表面钝化膜的致密化，所得镁合金的耐蚀性也无法得到显著提高。
由对比例9～10与实施例1进行对比可知，所述镁合金的制备方法中，步骤S6的热处理需要依次进行固溶处理和时效处理，才能达到调控镁合金微观组织的目的。如果所述热处理仅进行固溶处理，则镁基体中低熔点的Mg17Al2第二相可以固溶到镁基体中，但是高熔点的Al2Y相并不能固溶到镁合金中，而从导致高电位的Al2Y相与镁基体中间形成强烈的微电偶腐蚀效应。固溶态镁合金会发生严重的点蚀行为，从而导致耐蚀性大大降低。如果所述热处理仅进行时效处理，挤压态镁合金将析出沿着挤压方向不均匀分布的Mg17Al2第二相组织。同时未经过固溶处理的镁基体不会大量析出纳米级尺寸的第二相组织，导致腐蚀产物膜层不能均匀致密地形成，从而导致镁基体耐蚀性的下降。此外，不均匀分布的第二相组织会加剧镁基体与第二相之间的微电偶腐蚀效应，导致合金耐蚀性的下降。
由对比例11～14与实施例1进行对比可知，所述镁合金的制备方法中，步骤S6的热处理中，固溶处理和时效处理需要在所述特定温度和时间下进行。如果固溶温度过高的话，会造成晶粒尺寸变大，降低镁合金的力学性能以及耐蚀性。如果固溶温度比较低的话，会导致Mg17Al2第二相不能完全固溶到镁基体中，在时效过程中会导致第二相的长大，从而加速第二相与镁基体之间的微电偶腐蚀。当时效温度高时，会导致基体中的第二相组织快速长大，从而加剧了大阴极小阳极效应，促进了第二相与镁基体之间的微电偶腐蚀效应。而时效温度过低的话，会造成基体中Mg17Al2相不能完全析出，从而影响镁基体表面腐蚀产物膜层的生长，导致合金耐蚀性的下降。
实施例15
本发明所述镁合金的微观组织试验
1、SEM微观组织
以实施例1所述镁合金为测试对象，检测实施例1所述镁合金的SEM微观组织，检测结果如附图1所示。
由附图1可以看出，本发明实施例1所述的高亮高耐蚀镁合金组织由大量均匀细小的析出β-Mg17Al12第二相组成，并零星地分布着一些块状Al2Y第二相。本发明通过热处理调控镁合金的组织，使镁基体析出大量纳米级第二相颗粒。通常认为，镁基体中第二相的数量越少镁基体的微电偶腐蚀就越少，从而镁基体更耐蚀。但是，这并不是绝对的，当镁基体中不存在第二相时，即纯镁，具有一个较好的耐蚀性。通常情况下，镁基体中都会存在高电位的第二相，从而促进微电偶腐蚀的发生。本发明打破常规的认知，通过析出大量细小的Mg17Al12第二相，促进镁基体与第二相之间发生微弱的微电偶腐蚀效应，加速镁基体的溶解反应而快速形成一层致密的腐蚀产物膜层。一方面均匀细小的第二相与镁基体之间构成的微电偶腐蚀较微弱，从而避免了局部点蚀的出现。另一方面，Al元素和Y元素的溶解形成溶度积更小的Al(OH)3和Y(OH)3进入腐蚀膜层。从而促进了镁基体表面腐蚀产物膜层的致密化，因而本发明的镁合金表现出优异的耐蚀性。
本发明其他实施例所得镁合金具有与实施例1所述镁合金类似的SEM微观组织，在此不再赘述。
2、实施例1和对比例2在3.5wt％NaCl溶液中浸泡24小时后宏观表面形貌
分别将实施例1所述镁合金和对比例2中的AZ31B镁合金在3.5wt％NaCl溶液中浸泡24小时后取出，观察其宏观表面形貌，结果如附图2所示。其中a为实施例1的镁合金，b为对比例2所述AZ31B镁合金。
由附图2可看出，本发明实施例1的高亮高耐蚀镁合金在腐蚀介质中浸泡24小时后仍具有光亮的金属光泽，且基本没有发生腐蚀破坏。而对比例2所述商用AZ31B在腐蚀介质中浸泡24小时后已经明显发黑，且腐蚀较为严重。
本发明的高亮高耐蚀镁合金在腐蚀介质中可快速钝化形成一层高亮钝化层，因而表现出优异的耐腐蚀性能以及金属光泽。而普通AZ31B镁合金由于其并不能发生钝化行为，因而持续发生腐蚀并生成一层疏松的黑色腐蚀产物，这是不利于其在数码产品中的应用的。
3、实施例1在3.5wt％NaCl溶液中浸泡20天后的腐蚀产物膜层截面SEM图
将上述实施例1所述镁合金在3.5wt％NaCl溶液中浸泡20天后取出，测试其腐蚀产物膜层截面SEM图，如附图3所示。
由附图3可看出，本发明实施例1的高亮高耐蚀镁合金在腐蚀介质中浸泡20天后的腐蚀产物膜层厚度较薄，只有3-4μm。同时可以看出，该腐蚀产物膜层非常的致密均匀，且与镁基体结合紧密，无裂纹等缺陷。由于该致密的腐蚀产物膜层的阻挡作用，本发明的高亮高耐蚀镁合金因而表现出优异的耐腐蚀性能。
4、对比例1在3.5wt％NaCl溶液中浸泡7天后腐蚀产物的截面SEM图
将对比例1中的AZ91D镁合金在3.5wt％NaCl溶液中浸泡7天后取出，测试其表面腐蚀产物的截面SEM图，结果如附图4所示。
由附图4可以看出，对比例1所述AZ91D镁合金发生了严重的局部腐蚀行为，其腐蚀深度已经超过200μm。同时可以注意到，AZ91D合金的腐蚀产物疏松开裂，并没有形成一层有效的腐蚀产物膜层，因而表现出加速的局部腐蚀行为。一方面是由于AZ91D中粗大的骨骼状Mg17Al12第二相与镁基体之间强烈的微电偶腐蚀倾向，诱导镁基体发生严重的局部腐蚀。另一方面，商用AZ91D镁合金所形成的腐蚀产物主要由Mg(OH)2及MgO组成，其腐蚀产物疏松多孔不具有持续的腐蚀保护性能，因而表现出严重的局部腐蚀行为。
本发明其他实施例所述镁合金在3.5wt％NaCl溶液中浸泡一定时间后的宏观表面形貌和腐蚀产物膜层截面SEM图与实施例1类似，在此不再赘述。
由上述结果可看出，本发明的高亮高耐蚀镁合金具有持久高亮的金属光泽以及优异的耐蚀性性能，其在3C电子产品领域具有巨大的应用潜力，是电子产品轻量化的理想材料。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种高亮高耐蚀镁合金，其特征在于，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al7～9％、Y 0.2～1.2％，余量为Mg和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的高亮高耐蚀镁合金，其特征在于，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 7～8％、Y 0.2～0.5％，余量为Mg和不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的高亮高耐蚀镁合金，其特征在于，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 7.8％、Y 0.21％，余量为Mg和不可避免的杂质；
或者，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 8.1％、Y 0.52％，余量为Mg和不可避免的杂质；
或者，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 7.5％、Y 1.06％，余量为Mg和不可避免的杂质。
4.如权利要求1所述的高亮高耐蚀镁合金，其特征在于，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 7.8％、Y 0.21％、Fe 0.0054％、Ni 0.0012％、Cu0.0006％、Si 0.06％，余量为Mg；
或者，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 8.1％、Y 0.52％、Fe0.0068％、Ni0.0010％、Cu 0.0008％、Si 0.12％，余量为Mg；
或者，所述镁合金包含以下重量百分含量的成分：Al 7.5％、Y 1.06％、Fe0.0043％、Ni0.0009％、Cu 0.0005％、Si 0.08％，余量为Mg。
5.如权利要求1～4任一项所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：根据镁合金的成分含量，计算所需要的纯镁、纯铝、Mg-Y中间合金的量，进行备料并预热处理；
S2：在保护气体下，将纯镁锭、纯铝锭、Mg-Y中间合金熔化，得到镁合金熔体；
S3：在保护气体下，对所述镁合金熔体进行精炼，精炼的过程中进行搅拌，然后静置保温和扒渣处理，得到经过净化的镁合金熔体。
S4：在保护气体下，将所述经过净化的镁合金熔体浇铸到经过预热的金属型模具中，得到镁合金铸锭；
S5：对所述的镁合金铸锭进行均匀化处理，然后挤压成型，得到挤压态镁合金；
S6：对所述挤压态镁合金进行热处理，即得所述高亮高耐蚀镁合金；所述热处理包括固溶处理和时效处理。
6.如权利要求5所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中先在680℃将纯镁锭熔化，然后在720～750℃下加入纯铝锭并保温20～30分钟，最后在750℃下加入Mg-Y中间合金，搅拌并保温20～30分钟，得到镁合金熔体。
7.如权利要求5所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中搅拌时间为3～5分钟，精炼温度为740～750℃，静置保温的温度为740～750℃，保温时间为30～40分钟。
8.如权利要求5所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中均匀化处理的温度为350～400℃，处理时间为8～12小时；所述挤压成型的温度为350～380℃，挤压速度为1.0～1.2m/min，挤压比为10:1～15:1。
9.如权利要求5所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少满足以下至少一条：
(a)所述步骤S6中，所述热处理包括依次进行的固溶处理和时效处理；
(b)所述步骤S6中，所述固溶处理温度为390～400℃，处理时间为5～8小时；
(c)所述步骤S6中，所述时效处理温度为200～225℃，处理时间为24～48小时。
10.如权利要求5所述高亮高耐蚀镁合金的制备方法，其特征在于，所述方法至少满足以下至少一条；
(1)所述步骤S4中的浇铸温度为700～720℃；
(2)所述保护气体为SF6和CO2的混合气体。
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