本发明涉及合金材料,具体涉及一种压铸镁合金及其制备方法、车辆零部件、车辆。
背景技术:
1、随着近年来汽车等工业对更高性能轻质镁合金的迫切需求,镁合金在工业应用中展现出了很大的发展前途,压铸作为一种先进的金属成形方法,具有生产效率高、铸件尺寸精度好、力学性能优良、易于成形薄壁复杂零件等优点,广泛地应用于汽车、航空航天、通信电子等领域。
2、常见的镁合金压铸材料无法兼顾机械性能和柔韧性,材料延伸率仅3-5%左右,产品跌落冲击断裂风险高,大大限制了其应用场景。同时,镁合金的柔韧性也会影响其压铸成型的能力,在压铸成型的高压条件下,若柔韧性不足,则容易导致工件的断裂或产生内部缺陷,从而影响其后续应用的性能。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种压铸镁合金及其制备方法、车辆零部件、车辆,本发明所述的镁合金在保持较好屈服强度以及抗拉强度的同时,解决现有压铸用镁合金柔韧性能差的问题。
2、为实现本发明的目的,本发明提供了如下的技术方案:
3、第一方面,本发明提供一种压铸镁合金,包括如下质量百分比的组分:含量为2.5%~3.5%的al,含量为2.2%~3.5%的zn,含量为2.2%~3.5%的cu,含量为1.1%~1.9%的mn,含量为0.3%~0.6%的si,含量为0.25%~0.45%的sr,含量为2.8%~4.2%的稀土元素,cu和zn的质量百分比满足cu/zn=0.8~1.2,余量为mg和不可避免杂质,杂质总质量小于等于0.2%。
4、一种实施方式中,稀土元素为la和nd,la的含量为1.2%~1.8%,nd的含量为1.6%~2.4%。
5、一种实施方式中,fe、co和ni的质量百分比含量满足条件:fe含量小于等于0.01%,co含量小于等于0.01%,ni含量小于等于0.01%。
6、一种实施方式中,所述压铸镁合金的屈服强度大于等于155mpa,抗拉强度大于等于230mpa,延伸率大于等于9%。
7、第二方面,本发明提供一种压铸镁合金的制备方法,包括以下操作步骤:按照压铸镁合金的组分配比,先在熔炼炉中加入含镁料、含铝料、含锌料、含锰料、含稀土料、含铜料、含硅料、含锶料进行熔炼,再经浇铸得到镁合金铸锭,将镁合金铸锭熔融压铸成型,得到本发明第一方面所述的压铸镁合金。
8、一种实施方式中,熔炼温度为700℃~750℃,浇铸温度为710℃~720℃,压铸的给汤温度为660℃~680℃。
9、一种实施方式中,压铸成型后,对压铸镁合金进行人工时效处理,处理温度为180℃~280℃,处理时间为0.5小时~7天。
10、一种实施方式中,在熔炼的过程中,在保护性气氛下,熔体中加入覆盖剂进行保护,所述覆盖剂包括mgcl2、kcl、nacl和caf2中的一种或多种,所述保护性气氛包括氮气、六氟化硫和惰性气体中的一种或多种。
11、第三方面,本发明提供一种车辆零部件,包括如第一方面各项实施方式中任一项所述的压铸镁合金。
12、第四方面,本发明提供一种车辆,包括第三方面中的车辆零部件或第一方面各项实施方式中任一项所述的压铸镁合金。
13、本发明的高柔韧性压铸镁合金具有较高的柔韧性和形变适应能力,因此能够满足更加严格的压铸条件下的生产需求,避免压铸过程中产生内部缺陷,从而使镁合金具有良好的屈服强度、抗拉强度以及延伸率。该合金材料可满足汽车、3c结构件高力学性能、高柔韧性的发展需求,用于汽车、3c等关键结构件的制造。
1.一种压铸镁合金,其特征在于,包括如下质量百分比的组分:含量为2.5%~3.5%的al,含量为2.2%~3.5%的zn,含量为2.2%~3.5%的cu,含量为1.1%~1.9%的mn,含量为0.3%~0.6%的si,含量为0.25%~0.45%的sr,含量为2.8%~4.2%的稀土元素,cu和zn的质量百分比满足cu/zn=0.8~1.2,余量为mg和不可避免杂质,杂质总质量小于等于0.2%。
2.根据权利要求1所述的压铸镁合金,其特征在于,所述稀土元素为la和nd。
3.根据权利要求2所述的压铸镁合金,其特征在于,所述la的含量为1.2%~1.8%,所述nd的含量为1.6%~2.4%。
4.根据权利要求3所述的压铸镁合金,其特征在于,所述的压铸镁合金组分优选为含量为2.7%~3.2%的al,含量为2.5%~3.2%的zn,含量为2.5%~3.2%的cu,含量为1.3%~1.7%的mn,含量为0.35%~0.55%的si,含量为1.3%~1.7%的la,含量为1.8%~2.2%的nd,含量为0.3%~0.4%的sr,cu和zn的质量百分比满足cu/zn=0.8~1.2,余量为mg和不可避免杂质,杂质总量小于等于0.2%。
5.根据权利要求1所述的压铸镁合金,其特征在于,所述不可避免杂质包括fe、co、ni等,其中fe含量小于等于0.01%,co含量小于等于0.01%,ni含量小于等于0.01%。
6.根据权利要求1所述的压铸镁合金,其特征在于,所述压铸镁合金的屈服强度大于等于155mpa,抗拉强度大于等于230mpa,延伸率大于等于9%。
7.根据权利要求1所述的压铸镁合金的制备方法,其特征在于,所述压铸镁合金的制备方法包括以下操作步骤:
8.根据权利要求7所述的压铸镁合金的制备方法,其特征在于,所述熔炼温度为700℃~750℃,所述浇铸温度为710℃~720℃,所述压铸的给汤温度为660℃~680℃。
9.根据权利要求7所述的压铸镁合金的制备方法,其特征在于,在所述压铸成型后,还包括对所述压铸镁合金进行人工时效处理的步骤,处理温度为180℃~280℃,处理时间为0.5小时~7天。
10.根据权利要求7所述的压铸镁合金的制备方法,其特征在于,所述熔炼的过程为,在保护性气氛下,熔炼时加入覆盖剂进行保护;所述覆盖剂包括mgcl2、kcl、nacl和caf2中的一种或多种,所述保护性气氛包括氮气、六氟化硫和惰性气体中的一种或多种。
11.一种车辆零部件,其特征在于,包括如权利要求1-6中任一项所述的压铸镁合金。
12.一种车辆,其特征在于,包括权利要求11中的车辆零部件。