本发明涉及金属处理，尤其涉及一种导热镁合金的深冷处理方法。
背景技术：
1、随着航空航天、新一代武器装备、高速列车以及新能源汽车等领域的发展，高功率电磁器件的数量及排布密度将不断增加，而各类器件在运动过程中产生的热量必须及时导出，否则温度过高将严重影响设备运行的稳定性和可靠性。然而，传统的高导热金属例如ag(10.5g/cm3)和cu(8.9g/cm3)，由于其密度较大、且价格高，难以满足轻量化要求，而镁(1.75g/cm3)资源储量丰富，又具有较好的导热性能，因此采用镁及其合金能够有效减轻整体负载，达到节能减排并提高散热效率的目的(《2022-2028全球与中国高导热镁合金市场现状及未来发展趋势》，恒州博智)。
2、然而，导热镁合金的导热性能与力学性能的协同提升是较为困难的，随着镁中合金元素的固溶，镁合金的力学强度上升，而其导热性能却快速下降。以商业镁合金az91d为例，随着al等合金元素加入后，其室温抗拉强度达到220mpa左右，但其导热系数快速衰减至60w/(m·k)[镁及其合金导热研究进展.金属学报，2022，58(04)：400-411]。
3、若对镁合金进行复杂的变形加工和时效处理，减少合金固溶，优化合金元素的存在形式，能够获得力学性能和导热性能均较好的变形导热镁合金[gb/t 38714-2020高导热镁合金型材]。具体的，例如mg-zn系列中mg-2zn-zr，经过643k/12h固溶→673k轧制→673k/1h退火→693k/4h+448k/24h时效处理，其热导率一般能维持在132.1w/(m·k)、抗拉强度保持在279mpa；再如mg-mn系列中mg-0.5mn-0.3ce，经过固溶(693k/12h)+挤压(673k)处理后，其室温热导率一般维持在126.9w/(m·k)、抗拉强度保持在320.9mpa。
4、同样的，对镁合金进行复杂的合金设计，还能够得到高导热中强或中导热高强的铸造镁合金，如：mg-al系列、mg-ca系列、mg-sn系列和mg-re(re＝la、ce、sm)系列。具体的，例如mg-3al-3ce-0.25mn-1.55la-0.6zn-0.15ca，其热导率可达110w/(m·k)、抗拉强度约为220mpa[一种汽车逆变器壳体用高导热压铸镁合金，cn109136699b]；mg-ca-sm-zr的导热率达80w/(m·k)，在制备时zr的均匀添加难度大；mg-2sn-2.3la，其热导率为149w/(m·k)、抗拉强度仅为134 mpa[microstructure evolution and improvement of thermalconductivity in mg-2sn alloy induced by la addition.journal of materialsresearch and technology，2022，17：1380-1389，铸态mg-xsn-2la合金的组织与性能[j].特种铸造及有色合金，2009，29(03)：266-269+194-195]；mg-ce-al-mn[苏创业，基于固溶原子和第二相的镁合金导热机制研究.上海交通大学，2019]、mg-la-al-mn[应韬.纯镁和二元镁合金的导热行为研究.哈尔滨工业大学，2015.]、mg-la/ce-al-mn，热导率在90～110w/(m·k)、抗拉强度则在200～250mpa[一种高强高导热压铸混合稀土镁合金及其制备方法cn116607055a]。
5、可以看出，现有技术中为实现镁合金的导热性能和力学性能的协同提升，需要繁复的加工、热处理工艺得到变形导热镁合金，或通过复杂的合金成分设计得到铸造导热镁合金。其合金导热和力学性能协同提升技术方案普适性较差，研发成本、生产成本较高。因此亟需提供一种技术方案，能够便捷、普适性地实现导热镁合金的导热性能和力学性能进行协同提升。
6、深冷处理(cryogenic treatment)指的是工件在-190℃至-230℃的环境下作处理，一般用液氮做制冷剂。深冷处理被广泛应用于模具钢和工具钢工件中。经过深冷处理后，工件的尺寸稳定性、疲劳强度、耐磨性与使用寿命均能得到大幅度提升。铝、铜、镁等有色金属的深冷处理研究较少，主要用于降低残余应力[循环处理对铝合金力学性能和组织结构的影响.金属热处理，1998，(5)：35-46]；低温晶胞收缩促使位错、亚晶，室温回复和再结晶促进晶粒转动调整织构改善栾晶分布提升力学性能[陈鼎.铝合金的深冷处理[d]，中南工业大学，2000]；基体中合金元素固溶的下降及晶格收缩促使合金内预先析出大量弥散的第二相，从而起到预时效的作用[深冷处理对zl109组织与性能的影响[j].热加工工艺，2005，(10)：40-41]。镁合金深冷处理时，其基体中的固溶合金元素固溶度下降，基体晶格收缩，析出大量弥散的第二相[邵爽，深冷处理对mg-1.5zn-0.15gd合金显微组织与力学性能的影响，南昌大学，2014]；此外，低温晶胞收缩、室温回复具有促进晶粒转动调整织构改善栾晶分布提升力学性能的效果[effect of cryogenic treatment on themicrostructure and mechanical properties of mg-3.5zn-0.6gd magnesiumalloy.materials science forum 2021，1035，175-181]。
7、合金固溶度对于导热的影响比第二相影响要高一个数量级[苏创业，基于固溶原子和第二相的镁合金导热机制研究.上海交通大学，2019]，深冷处理后基体固溶度下降导热上升；弥散第二相析出及织构、栾晶的调整都有利力学性能的提升；采用深冷处理有望使得导热镁合金的力学和导热性能实现协同提升。本发明基于此提出具有普适性的导热镁合金力学、导热的协同提升的深冷处理方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种导热镁合金的深冷处理方法，对导热镁合金采用简单的步骤进行深冷处理及回温处理后，能够提高协同提高镁合金的力学性能和导热性能，其加工过程简单，且适用对象广泛。
2、本发明提供一种导热镁合金的深冷处理方法，包括以下步骤：将导热镁合金在-196℃～-210℃下保温0.5-1.5h后取出，清除表面水凝后在真空环境中回至室温；所述导热镁合金包括铸造mg-re系列导热镁合金、mg-si系列导热镁合金和变形mg-zn系列导热镁合金。
3、本发明提供的一种导热镁合金的深冷处理方法，对导热镁合金采用简单的步骤进行深冷处理及回温处理后，能够提高协同提高镁合金的力学性能和导热性能，其加工过程简单，且适用对象广泛。
4、可选地，所述铸造mg-re系列导热镁合金包括高压压铸mg-4re-3al-0.5mn、重力铸造mg-4re-3al-0.5mn。
5、可选地，所述铸造mg-re系列导热镁合金中re的质量分数为3.85-4.15％，且所述re包括la、ce中的至少一种。
6、可选地，所述铸造mg-si系列导热镁合金包括mg-2si-0.5sn-0.6ca、mg-3.7si-1.2sn-0.3ca。
7、可选地，所述铸造mg-si-sn-ca系列导热镁合金中si的质量分数为1.85-3.95％、sn的质量分数为0.35-1.35％、ca的质量分数为0.15-0.75％。
8、可选地，所述变形mg-zn系列导热镁合金包括mg-1.5zn-0.5mn-0.5re、mg-3zn-0.5mn。
9、可选地，所述变形mg-zn系列导热镁合金中zn的质量分数为1.35-3.25％。
10、可选地，执行清除表面水凝的过程中，使用无水乙醇或丙酮对镁合金表面进行清洗。
11、可选地，执行清除表面水凝的过程中，控制清除时间为20-30s。