CN1482268A - 高延展性镁合金材料的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高延展性镁合金材料制造方法，制造提供可在室温下进行塑性变形加工的镁合金材料，制造工艺为将含锂及其他合金元素的镁合金材料，在真空熔炼炉或通惰性气体保护炉中，熔解后浇铸成铸锭，再以挤制或轧延方式制作成素材，此高延展性镁合金素材在常温下即拥有极佳的塑性变形能力，完全改善传统商用镁合金在室温下成形性不足的缺憾，可作为车辆、电子资讯产品、家电、0A…等产业产品的结构元件。

Description

高延展性镁合金材料的制造方法
技术领域
镁合金为实用金属材料中比重最轻的结构用材料，具有高比强度、高比刚性，而且其散热性、防EMI(电磁干扰)特性及回收再生性优异，因此，诚为符合环保且要求轻量化结构件的最佳材料；然而，镁合金的室温成形性差是阻碍其应用的最大瓶颈，本发明涉及一种高延展性镁合金材料制造方法，主要是通过特殊合金元素的添加，改变其结晶组织构造，因而提升了室温的塑性变形能力。
背景技术
近年来在车辆、电子资讯产品、家电及0A(办公自动化)产业追求轻量化的潮流中，镁合金的应用受到各领域的瞩目。然而以往一般传统商用镁合金的室温成形性差，因此镁合金结构件的制作大都采用以熔解凝固的铸造(Cast)方法为主，尤其是以压铸成形或射出成形的加工方法居多。特别是对于薄壁件的成形，压铸成形或射出成形的合格率低，造成镁合金成品制造业的困扰。
早期有添加Y或Si以提升镁合金超塑性成形及制造的专利报告，但因成形温度仍须高达200℃左右，在室温下的成形性依然不足，而且制造方法采用繁复的溶汤急冷凝固法，操作上不容易且不普遍。
一般镁合金必须加热至200℃以上才具有足够的塑性变形能力，因此在室温将展伸材(Wrought Materials)冲压制成成品的合格率偏低，在实用面上受到了限制。此外，镁及锂均为活性极高的合金元素，熔配方法困难，若再采用前述专利溶汤急冷凝固法，非但操作不易且成形品形状将受限。
发明内容
本发明有鉴于以往技术上的课题，目的在于不仅可维持镁合金的低密度特性，且经由真空熔炼炉或通惰性气体保护炉熔解后浇铸成铸锭，再挤制或轧延成高延展性镁合金素材，供后续的冲压制造成各种功能元件。
本发明提供的高延展性镁合金材料的制造方法，其步骤如下：
(1)将镁材料及锌、铝…等较高熔点的合金元素首先置入熔炼炉坩埚内，接着抽高真空并注入一大气压或稍微负压(-600Torr)的氩气；
(2)熔炼炉进行感应加热，使上述坩埚内材料熔解并混合成均匀基础汤；
(3)添加锂材于基础汤内，控制熔汤温度在700～800℃之间，充分搅拌均匀；
(4)将熔汤浇铸于预置的铸模内，铸锭待凝固冷却后取出；
(5)铸锭在300℃作一小时调质处理，接着铸锭在200℃连续轧延成板材，或采在室温轧延，但当冷轧延量达30％后须作200℃短暂的工艺退火后再续轧。
下面结合附图和实施例，详细描述本发明的细节及其优点。
附图说明
图1：为传统商用AZ31镁合金深抽破裂实施例图。
图2：为本发明高延展性镁合金材料的制造流程图。
图3：为本发明高延展性镁合金深抽成形成功的实施例图。
图4：为本发明高延展性镁合金深抽成形成功的另一角度实施例图。
具体实施方式
<实施例>真空炉及气氛炉合金熔炼
镁元素对氧的亲合力极高，故其合金炼制必须在真空炉或无氧气氛炉中进行，而高延展性镁合金的制作也不能例外。首先整备真空炉，检查各控制系统的功能正常否及将特定坩埚固植于感应加热线圈内，即可着手高延展性镁合金材料熔制(请参照图2所示)，其步骤如下：
1.将镁材料及锌、铝…等较高熔点的合金元素先置入熔炼炉坩埚内，接着抽高真空并注入一大气压或稍微负压(-600Torr)的氩气；
2.熔炼炉进行感应加热，使上述坩埚内材料熔解并混合成均匀基础汤；
3.添加锂材于基础汤内，控制熔汤温度在700～800℃之间，充分搅拌均匀；
4.将熔汤浇铸于预置的铸模内，铸锭待凝固冶却后取出。
<实施例>高延展性镁合金材料设计
目前传统商用镁合金延展性差的原因，是其本身材料结构无法跳脱六方晶组织及有坚硬的介金属(Intermetallics)发生，故高延展性镁合金的设计方针为利用特殊合金元素的添加，酌以改变其结晶组织构造及尽量避免介金属的产生，因而优化其延韧性及材料成形性。为保持镁合金比重最轻的结构材料特性，合金元素的添加以低密度元素及能强化合金的诉求为主轴。
经过有系统的、缜密的研究发现Mg-Li合金具有高强度高延展性低密度的特性，此二高一低的特性完全符合目前产业轻薄短小产品的诉求，市场潜力无穷。当镁合金中含锂量超过6％重量百分比时，即有明显的体心结构组织产生，随着锂添加量的提高，体心结构组织也相对增加，此意谓着合金延展性也相对改善，但过度的添加将损及合金强度，故以不超过20％为宜。
下表为本发明四种镁锂合金与传统商用镁铝合金(AZ31-0)的合金组成及机械性质比较。AZ31镁铝合金板材的室温机械强度及伸长率都差，伸长率仅11％；本实施例四种镁锂合金铸锭尺寸为260×130×80mm、重4.1公斤、比重约1.5，铸锭在300℃作一小时调质处理后，可接着在200℃连续轧延成板材，或采在室温轧延，但当冷轧延量达30％后须作200℃短暂的工艺退火(Inter-annealing)再续轧，此些板材的机械强度及伸长率均相对优异许多，尤其伸长率高达40％以上。
此外，本发明高延展性镁合金也可在200-400℃直接挤制(Extrusion Forming)成板、棒…等型材，以增加其应用面。
    合金组成(wt％)     室温的机械性质
  Li   Zn     Al 降伏强度(MPa)   伸长率(％)
镁铝合金   -   1     3     105     11
镁锂合金1   8.6   1.09     -     135     42
镁锂合金2   9.3   1.10     -     160     40
镁锂合金3   10.1   1.10     -     161     39
镁锂合金4   15.6   1.07     -     101     45
<实施例>深抽成形(Deep Drawing)
以深抽成形(Deep Drawing)加工来探讨本发明的镁合金室温下的成形能力。采用100Ton MTS拉伸试验机，方型挤杆(Punch)的对角线长为45mm，夹头速率为2.5mm/s，以Paraffin液体作润滑剂。
以临界深抽成形比(Limiting Drawing Ratio，LDR)来评议材料成形性的优劣，LDR为素板的对角线长与方型挤杆的对角线长之比。
传统商用镁合金AZ31在室温下无法以上述条件抽制成形，破裂例如图1所示，而本发明的高延展性镁合金(0.2mm厚板材)在室温下不仅可抽制成形(如图3及图4)，且其LDR值可高达1.5。

Claims (4)

1、一种高延展性镁合金材料的制造方法，其特征在于，其步骤如下：
(1)将镁材料及锌、铝…等较高熔点的合金元素首先置入熔炼炉坩埚内，接着抽高真空并注入一大气压或例如-600Torr的稍微负压的氩气；
(2)熔炼炉进行感应加热，使上述坩埚内材料熔解并混合成均匀基础汤；
(3)添加锂材于基础汤内，控制熔汤温度在700～800℃之间，充分搅拌均匀；
(4)将熔汤浇铸于预置的铸模内，铸锭待凝固冷却后取出；
(5)铸锭在300℃作一小时调质处理，接着铸锭在200℃连续轧延成板材，或采在室温轧延，但当冷轧延量达30％后须作200℃短暂的工艺退火后再续轧。
2、根据权利要求1所述的高延展性镁合金材料的制造方法，其特征在于：合金可在200～400℃直接挤制成板、棒…等型材，以增加其应用面。
3、根据权利要求1所述的高延展性镁合金材料制造方法，其特征在于：此材料含有3～20重量％锂及锌或再含少量的其他合金元素。
4、根据权利要求1所述的高延展性镁合金材料的制造方法，其特征在于：此材料可作为车辆、电子资讯产品、家电、OA…等产业产品的结构元件。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100432258C (zh) * 2006-11-01 2008-11-12 中国科学院金属研究所 一种准晶相强化镁锂合金及其制备方法
CN102925772A (zh) * 2012-10-31 2013-02-13 重庆大学 用作电池负极的镁合金板材及其制备方法
CN109913719A (zh) * 2017-12-12 2019-06-21 富士通株式会社 镁合金及其制造方法和电子设备

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5624632A (en) * 1995-01-31 1997-04-29 Aluminum Company Of America Aluminum magnesium alloy product containing dispersoids
CN1151291C (zh) * 2001-02-14 2004-05-26 宁夏鑫达镁业有限公司 一种镁合金生产工艺

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100432258C (zh) * 2006-11-01 2008-11-12 中国科学院金属研究所 一种准晶相强化镁锂合金及其制备方法
CN102925772A (zh) * 2012-10-31 2013-02-13 重庆大学 用作电池负极的镁合金板材及其制备方法
CN109913719A (zh) * 2017-12-12 2019-06-21 富士通株式会社 镁合金及其制造方法和电子设备
CN109913719B (zh) * 2017-12-12 2021-12-07 富士通株式会社 镁合金及其制造方法和电子设备

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