一种镁合金板材及其制作方法

摘要

本发明提供了一种镁合金板材，该镁合金板材按照重量百分比含量含有：Al：4.2‑4.8%，Mn：4.1‑4.7%，Zn：3.5‑3.7%，Fe：0.8‑1.2%，Th：0.5‑0.8%，Bi：4.5‑5.2%，Ti：0.3‑0.5%，Pm：0.35‑0.55%，Sm：0.6‑0.9%，Eu：0.05‑0.25%，Gd：2.1‑2.5%，Tb：0.15‑0.35%，Dy：0.3‑0.7%；氮化硼纳米管颗粒：18‑20%，余量为Mg，所述氮化硼纳米管颗粒的尺寸为110‑130μm；本发明还提出该合金的制作方法，本合金具有良好力学性能和抗蠕变性能。

主权项

一种镁合金板材，其特征在于，该镁合金板材按照重量百分比含量含有：Al：4.2‑4.8%，Mn：4.1‑4.7%，Zn：3.5‑3.7%，Fe：0.8‑1.2%，Th：0.5‑0.8%，Bi：4.5‑5.2%，Ti：0.3‑0.5%， Pm：0.35‑0.55%，Sm：0.6‑0.9%，Eu：0.05‑0.25%，Gd：2.1‑2.5%，Tb：0.15‑0.35%，Dy：0.3‑0.7%；氮化硼纳米管颗粒：18‑20%，余量为Mg，所述氮化硼纳米管颗粒的尺寸为110‑130μm，所述镁合金板材的制作步骤如下：(1)原料准备：按照重量百分比含量进行原料准备，所述原料为纯Mg锭、Al‑Mn中间合金、纯Al锭、纯Zn、Al‑Fe中间合金、Al‑Th中间合金、Al‑Bi中间合金、Mg‑Ti中间合金、纯Pm、Al‑Sm中间合金、纯Eu、Al‑ Gd中间合金、Mg‑ Tb中间合金、Mg‑Dy中间合金、氮化硼纳米管颗粒；(2)预热：将纯Mg锭、Al‑Mn中间合金、纯Al锭、纯Zn、Al‑Fe中间合金、Al‑Th中间合金、Al‑Bi中间合金、Mg‑Ti中间合金、纯Pm、Al‑Sm中间合金、纯Eu、Al‑ Gd中间合金、Mg‑ Tb中间合金、Mg‑Dy中间合金300℃预热4小时，氮化硼纳米管颗粒500℃预热4小时；(3)熔炼：采用体积比为CO₂:SF₆＝100:2的CO₂/SF₆混合气体保护气氛在700℃的电阻炉中熔炼合金，先在熔炼炉中加入预热的纯Mg锭，待纯Mg锭完全熔化后，再加入已经预热的Al‑Mn中间合金、纯Al锭、纯Zn、Al‑Fe中间合金、Al‑Th中间合金、Al‑Bi中间合金、Mg‑Ti中间合金、纯Pm、Al‑Sm中间合金、纯Eu、Al‑ Gd中间合金、Mg‑ Tb中间合金、Mg‑Dy中间合金，待所有原料完全熔化后进行搅拌，使合金成分均匀，再将已经预热的氮化硼纳米管颗粒掺杂到熔炼的镁合金熔液中，然后搅拌使其成分均匀，将搅拌掺杂后的镁合金熔液充分静置；(4)精炼：将熔炼炉中充分静置的镁合金熔液加热至810℃后，边搅拌边加入耐热镁合金精炼剂精炼6分钟，精炼完后在780℃下保温静置10分钟，撇去表面浮渣，得镁合金精炼液，所述耐热镁合金精炼剂的组成为： NaCl：20％；BaCl₂：10%；CaF₂：35%；KCl：35%；(5)浇铸：将镁合金精炼液浇铸到预热温度为450℃的铁模具中，浇铸温度为765℃；铁模具内型腔尺寸为长70cm，宽85cm，高500cm；(6)热处理：将铸件在500℃下进行31小时的固溶处理后，再进行水淬，将淬火后的铸件放到195℃的电阻炉中人工时效46小时，制得镁合金坯件；(7)变形处理：a.高温锻造开坯：将坯料加热至420℃保温4h；进行两向锻造开坯，锻造成厚度为45cm的合金块；道次压下量为15%，每2道次锻造后退火2h，退火温度为465℃；b. 加热轧辊至温度为420℃；c. 加热厚板至温度为520℃，保温50分钟后，采用多道次小变形量的方法将合金块轧制成8cm的合金块，轧辊速度为0.2m/s；每道次轧制压下量为32%，每道次轧制后回炉退火，退火温度为460℃，退火时间为50min；(8)时效处理：将轧后的薄板进行时效处理，时效温度为300℃，保温时间为40h；再在280℃进行第二次时效处理，时效时间为40h；最后在260℃进行第三次时效处理，时效时间为40h。