专利名称：：用于高速挤压的变形镁合金的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种镁合金，尤其涉及一种用于高速挤压的变形镁合金。
背景技术：
：所谓镁合金，是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是密度小(1.8g/cm3左右)，比强度高，弹性模量大，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。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。按成型方法分为变形镁合金和铸造镁合金两类。镁合金在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3,是铁的1/4。因此，镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的。镁合金的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。另外，由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。虽然镁合金的导热系数不及铝合金，但是，比塑料高出数十倍，因此，镁合金用于电器产品上，可有效地将内部的热散发到外面。镁合金的电磁波屏蔽性能比在塑料上电镀屏蔽膜的效果好，因此，使用镁合金可省去电磁波屏蔽膜的电镀工序。在弹性范围内，镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量比铝合金件大一半，所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。镁合金熔点比铝合金熔点低，压铸成型性能好。镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当，一般可达250MPA，最高可达600多Mpa。镁合金还个有良好的耐腐蚀性能，电磁屏蔽性能，防辐射性能，可做到100%回收再利用。随着市场对镁产品需求应用领域的不断拓宽，从航空、航天、汽车零部件、钢铁脱硫、合金压铸件、3C产品的广泛应用，到民用产品的不断研发，以及镁合金技术的进一步研究，镁产品的发展愈来愈显现出它独特的不可替代的优点。Mg-Al-Zn系合金是常用的变形镁合金，其具有良好的可挤压性能和综合力学性能。然而随着挤压速度的增加，挤压过程中产生的温升也升高，从而使得在模具出口处的温度急剧上升，这样会造成挤压成品的晶粒显著增大，从而导致挤压成品的力学性能显著下降。
发明内容本发明的目的在于提供一种用于高速挤压的变形镁合金的制造方法，通过本发明的方法制造的变形镁合金可用于进行高速的挤压生产，挤压速度能够达到20m/min，从而能够有效地降低生产成本，并且挤压成品的晶粒细小，具有较高的综合力学性能。本发明提供了一种用于高速挤压的变形镁合金的制造方法，其中，步骤包括步骤一，将镁合金熔炉加热至55060(TC，加入占总合金质量百分比为7577%的纯镁锭、57%的纯铝锭以及23%的纯锌锭；步骤二，待纯镁锭、纯铝锭和纯锌锭完全熔化后，加入预热至25026(TC的占总合金质量百分比为79%的纯锰、34%的纯锂以及13%的纯锆；步骤三，待通过上述步骤一和步骤二形成的镁合金全部熔化后，将镁合金熔液温度升至680'C70(TC，搅拌810分钟后，通过超声波发生器把超声波加入到镁合金熔液中2025分钟，其中，超声波发生器的功率为400500瓦，频率为2023KHz;步骤四，将镁合金熔液的温度升至74(TC，向镁合金熔液中撒入重量为镁合金的2-3%的镁合金精炼剂，同时上下搅动1015分钟，最后将镁合金熔液浇铸成铸锭。通过上述步骤制造的镁合金通过一定的工艺过程配比适当比例的镁、铝、锌、锰、锂以及锆元素，并且经过超声晶粒细化，从而具有良好的挤压特性，在确保良好机械加工性能的前提下，能够实现20m/min的挤压速度。本发明的用于高速挤压的变形镁合金的制造方法的步骤一中，所述纯镁锭、纯铝锭、纯锌锭占总合金质量百分比分别为76%、5%和3%。本发明的用于高速挤压的变形镁合金的制造方法的步骤二中，所述纯锰、纯锂以及纯锆占总合金质量百分比分别为9%、4%和3%。本发明的用于高速挤压的变形镁合金的制造方法的步骤三中，所述超声波发生器的功率为470瓦，频率为22KHz。本发明的用于高速挤压的变形镁合金的制造方法中，所述步骤四之后进一步包括，将铸锭在450至500。C之间回火2至3小时，再冷却至350至400r时挤压。本发明的用于高速挤压的变形镁合金的制造方法中，通过适当的工艺过程，以及向镁合金中添加适当比例的元素，且通过超声晶粒细化来改变镁合金的晶体形态，避免形成金属间化合物，从而改善镁合金的延展性和加工性。能够确保实现20m/min的挤压速度。图1为本发明的用于高速挤压的变形镁合金的制造方法流程示意图。具体实施例方式下面结合附图对本发明的用于高速挤压的变形镁合金的制造方法做详细说明。如图1所示，本发明的用于高速挤压的变形镁合金的制造方法，包括如下步骤步骤101，将镁合金熔炉加热至55060(TC，加入占总合金质量百分比为7577%的纯镁锭、57%的纯铝锭以及23%的纯锌锭。由于镁和氧具有很强的亲和力，因此本发明的用于高速挤压的变形镁合金的制造方法，需要在真空镁合金熔炉中处理镁合金，或在不含氧气的充满惰性气体的熔炉中进行处理。熔炉的真空度或含氧量可通过外接控制系统进行检测。镁合金熔炉既可以是普通熔炉，也可以是感应式熔炉，优选为感应式熔炉。具体来说，所述纯镁锭、纯铝锭、纯锌锭可以占总合金质量百分比分别为76%、5%和3%。步骤102，待纯镁锭、纯铝锭和纯锌锭完全熔化后，加入预热至250260'C的占总合金质量百分比为79%的纯锰、34%的纯锂以及13%的纯锆。具体来说，所述纯锰、纯锂以及纯锆占总合金质量百分比分别为9%、4%和3%。通过试验发现，上述比例的元素组合能够在适当的工艺条件下，充分地优化晶相结构，细化晶粒，从而显著地改善镁合金的综合力学性能，实现高挤压速度。步骤103，待通过上述步骤一和步骤二形成的镁合金全部熔化后，将镁合金熔液温度升至68(TC7(KrC，搅拌810分钟后，通过超声波发生器把超声波加入到镁合金熔液中2025分钟，其中，超声波发生器的功率为400500瓦，频率为2023KHz。本步骤中，镁合金熔液经过搅拌后，使得熔体的合金成分均匀，因而可使合金的质量得到大幅度的提高，并且可使熔体温度趋于一致。随后经过超声波发生器进行超声晶粒细化，极大地提高了制造出的镁合金的延展性。试验表明，所述超声波发生器的功率为470瓦，频率为22KHz时更为适当。步骤104，将镁合金熔液的温度升至74(TC，向镁合金熔液中撒入重量为镁合金的2-3%的镁合金精炼剂，同时上下搅动1015分钟，最后将镁合金熔液浇铸成铸锭。本步骤所形成的铸块即可实现20m/min的挤压速度。为改善镁合金的性能，也可在挤压之前，将铸块在450至50(TC之间回火2至3小时，再冷却至350至400'C时挤压。以下通过具体实例对本发明进行进一步的说明实例一实例一的镁合金1中包含下列组分的元素<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>将镁合金熔炉加热至550°C,加入镁、铝以及锌。待镁、铝和锌完全熔化后，加入预热至25(TC的纯锰、纯锂以及纯锆。待通过上述步骤形成的镁合金全部瑢化后，将镁合金熔液温度升至68(TC，搅拌8分钟后，通过超声波发生器把超声波加入到镁合金熔液中20分钟，其中，超声波发生器的功率为400瓦，频率为20KHz。将镁合金熔液的温度升至74(TC，向镁合金熔液中撒入重量为镁合金的2.3%的镁合金精炼剂，同时上下搅动10分钟，最后将镁合金熔液浇铸成铸锭。将上述镁合金铸锭在38(TC的温度下挤压成棒材，挤压速度为20m/min时，经测试，挤压棒材的力学性能如下(其中，为便于说明，与AZ31合金进行比较)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实例二实例二的镁合金2中包含下列组分的元素<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>将镁合金熔炉加热至590'C，加入镁、铝以及锌。待镁、铝和锌完全熔化后，加入预热至255t:的纯锰、纯锂以及纯锆。待通过上述步骤形成的镁合金全部熔化后，将镁合金熔液温度升至6卯。C，搅拌10分钟后，通过超声波发生器把超声波加入到镁合金熔液中25分钟，其中，超声波发生器的功率为450瓦，频率为22KHz。将镁合金熔液的温度升至740°C，向镁合金熔液中撒入重量为镁合金的3%的镁合金精炼剂，同时上下搅动15分钟，最后将镁合金熔液浇铸成铸锭。将上述镁合金铸锭在400。C的温度下挤压成棒材，挤压速度为20m/min时，经测试，挤压棒材的力学性能如下(其中，为便于说明，与AZ31合金进行比较)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>将镁合金熔炉加热至600°C，加入镁、铝以及锌。待镁、铝和锌完全熔化后，加入预热至260t的纯锰、纯锂以及纯锆。待通过上述步骤形成的镁合金全部熔化后，将镁合金熔液温度升至7ocrc，搅拌io分钟后，通过超声波发生器把超声波加入到镁合金熔液中25分钟，其中，超声波发生器的功率为500瓦，频率为23KHz。将镁合金熔液的温度升至740'C,向镁合金熔液中撒入重量为镁合金的2.8%的镁合金精炼剂，同时上下搅动13分钟，最后将镁合金熔液浇铸成铸锭。将上述镁合金铸锭在40(TC的温度下挤压成棒材，挤压速度为20m/min时，经测试，挤压棒材的力学性能如下(其中，为便于说明，与AZ31合金进行比较)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>镁合金具有不良延展性的原因在于其六角晶格结构和形成硬金属间化合物。本发明所述方法中，通过添加特殊合金元素改变镁合金晶体形态并避免形成金属间化合物，从而改善延展性和加工性。依照本发明所述方法制造而得的镁合金，能够以20m/min的速度挤压成棒材，并且能够在常温下进行深度冲压，从而可以应用在汽车、3C产品、器皿和一些办公室自动化产品上。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。权利要求1.一种用于高速挤压的变形镁合金，其特征在于，包括占总合金质量百分比为75～77％的纯镁锭、5～7％的纯铝锭以及2～3％的纯锌锭；占总合金质量百分比为7～9％的纯锰、3～4％的纯锂以及1～3％的纯锆；其中，变形镁合金的晶粒细度小于15μm。2.如权利要求1所述的用于高速挤压的变形镁合金，其特征在于，在所述镁合金中，所述纯镁锭、纯铝锭、纯锌锭占总合金质量百分比分别为76%、5%和3%。3.如权利要求2所述的用于高速挤压的变形镁合金，其特征在于，在所述镁合金中，所述纯锰、纯锂以及纯锆占总合金质量百分比分别为9%、4%和3%。全文摘要本发明公开了一种用于高速挤压的变形镁合金，包括占总合金质量百分比为75～77％的纯镁锭、5～7％的纯铝锭以及2～3％的纯锌锭；占总合金质量百分比为7～9％的纯锰、3～4％的纯锂以及1～3％的纯锆；其中变形镁合金的晶粒细度小于15μm。本发明的变形镁合金的挤压速度显著提高，可以达到20m/min。文档编号C22C23/00GK101418404SQ20081017222公开日2009年4月29日申请日期2008年10月31日优先权日2008年10月31日发明者仝仲盛,吴学云,孙金凤申请人:仝仲盛;孙金凤;吴学云