一种高强度超轻合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111270117A(43)申请公布日2020.06.12(21)申请号202010083682.2(22)申请日2020.02.08(71)申请人苏州轻金三维科技有限公司地址215400江苏省苏州市太仓市浮桥镇陆公路1号6幢(72)发明人刘文才李俊锋(74)专利代理机构苏州市方略专利代理事务所(普通合伙)32267代理人朱智杰(51)Int.Cl.C22C23/00(2006.01)C22C23/04(2006.01)C22F1/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种高强度超轻合金及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高强度超轻合金及其制备方法，所述合金各组分的质量百分比为：6～18wt%Li，0.5～9wt%Zn，0.2～2wt%Y，0.2～3wt%Si，余量为Mg和不可避免的杂质。该金属材料的制备方法包括熔炼、高温固溶热处理、热塑性变形、短时固溶热处理。本发明先对镁锂合金进行高温固溶热处理，使铸态合金中软化第二相固溶到基体中，获得了固溶强化，然后快速降温至指定温度，直接进行塑性变形，避免了传统均匀化处理存在的高温时效软化和长时间降温过程导致的时效软化，最后对塑性变形合金进行短时固溶热处理，消除塑性变形残余应力，并使残留的软化第二相固溶到基体中，进而达到充分固溶强化和塑性加工硬化的综合强化效果。CN111270117ACN111270117A权利要求书1/1页1.一种高强度超轻合金，其特征在于，所述合金各组分的质量百分比为：6～18wt%Li，0.5～9wt%Zn，0.2～2wt%Y，0.2～3wt%Si，余量为Mg和不可避免的杂质，所述杂质中Fe、Cu、Ni、C总含量小于0.02wt%。2.如权利要求1所述的一种高强度超轻合金的制备方法，其特征在于，该合金的制备方法，包括熔炼、高温固溶热处理、热塑性变形、短时固溶热处理四个阶段；其中，所述熔炼工艺步骤为：将合金的各组分配比熔化后升温到660～760℃，机械搅拌6～18min，静置保温5～25min，浇铸，得镁锂合金锭。3.如权利要求2所述的一种高强度超轻合金的制备方法，其特征在于，所述高温固溶热处理工艺步骤为：将所述熔炼工艺步骤得到的镁锂合金锭在300～480℃条件下固溶0.5～10小时，在空气中冷却到指定温度。4.如权利要求2所述的一种高强度超轻合金的制备方法，其特征在于，所述热塑性变形工艺步骤为：将所述高温固溶热处理工艺步骤得到的镁锂合金锭在指定温度下进行塑性变形加工。5.如权利要求1所述的一种高强度超轻合金的制备方法，其特征在于，所述短时固溶热处理工艺步骤为：将所述热塑性变形工艺步骤得到的镁锂合金先在350～450℃条件下固溶20～100分钟。6.如权利要求2或4所述的一种高强度超轻合金的制备方法，其特征在于，所述塑性变形工艺包括挤压、轧制或锻造。7.如权利要求4所述的一种高强度超轻合金的制备方法，其特征在于，所述空气中冷却到指定温度和塑性变形的指定温度相同，均为250～450℃。2CN111270117A说明书1/4页一种高强度超轻合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种高强度超轻合金及其制备方法，具体为一种高强度镁锂合金的制备方法，属于金属材料技术领域。背景技术[0002]镁锂合金是目前工程应用中最轻的金属结构材料，被誉为“超轻合金”，在航空航天、武器装备领域具有广阔的应用前景。目前镁锂合金在国际上，其现实应用与潜力之间存在巨大差距，主要是因为现有镁锂合金强度偏低，难以满足工程应用的要求，开发新型高强度镁锂合金具有非常重要的价值。[0003]铸态的镁锂合金强度通常较低，需要通过热处理强化或是塑性变形处理进行强化从而提高镁锂合金的综合力学性能。镁锂合金的热处理是在一定温度下进行固溶处理，之后进行淬火；与普通镁合金不同，镁锂合金存在时效软化现象，无法实现时效强化，一般不适合进行时效处理。另外，现有的镁锂合金塑性变形工艺通常是在低于固溶温度的一定温度下进行一定时长的均匀化处理，之后立即取出进行挤压或是轧制、锻造等塑性变形。这种低于固溶温度的均匀化处理相当于高温时效，会严重抵消后续塑性变形的强度效果，造成塑性变形态镁锂合金的强度提高幅度有限。因此，如何同时保留镁锂合金的固溶强化和细晶强化效果是开发高强度镁锂合金急需解决的关键问题之一。发明内容[0004]为解决现有镁锂合金强度不高的问题，本发明提供一种高强度超轻合金及其制备方法。本发明通过改进镁锂合金的热变形工艺和后续热处理工艺，对镁锂合金进行高温固溶处理后降温至塑性变形温度，直接进行塑性变形加工，然后对塑性变形后的镁锂合金再进行双级短时固溶处理。使得镁锂合金在保持最大固溶强化效果的同时获得了塑性加工硬化