一種鎂合金及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鎮(zhèn)合金及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬鎮(zhèn)在所有的工程金屬中最顯著的特點(diǎn)就是質(zhì)量輕，它的密度只有1. 78g/cm3， 約為鋼的2/9,鉛的2/3,是迄今具有工程應(yīng)用價(jià)值的最輕金屬材料。而且，鎮(zhèn)合金具有較高 的比強(qiáng)度和比剛度、更好的減震性能W及更強(qiáng)的抗福射能力等一系列優(yōu)點(diǎn)。隨著電子產(chǎn)品 向輕薄化和多功能化方向發(fā)展，高強(qiáng)度高導(dǎo)熱的鎮(zhèn)合金成為重要的候選結(jié)構(gòu)材料。
[0003] 電子產(chǎn)品由于通常需要復(fù)雜精密的結(jié)構(gòu)件，因此壓鑄合金成為常用的結(jié)構(gòu)件。目 前常用的壓鑄鎮(zhèn)合金屬于AZ91系列合金，該類合金具有良好的鑄造性能及機(jī)械強(qiáng)度，經(jīng)時(shí) 效處理后的材料的強(qiáng)度甚至可W超過化104鉛合金，因此得到廣泛應(yīng)用。但是，AZ91系列 合金的導(dǎo)熱系數(shù)只有70W/(m · K)，遠(yuǎn)低于鑄造鉛合金所具有的100W/(m · K) W上的導(dǎo)熱系 數(shù)。因此，將現(xiàn)有低導(dǎo)熱系數(shù)的鎮(zhèn)合金作為電子產(chǎn)品的零部件極大地影響了電子產(chǎn)品對(duì)散 熱的要求。
[0004] 另外，作為電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)件，還需要鎮(zhèn)合金具有較好的耐腐蝕性能，W滿足器件 加工W及使用要求。
[0005] 因此，迫切需要一種既具有優(yōu)良的機(jī)械性能，又具有高導(dǎo)熱系數(shù)，同時(shí)具有良好耐 腐蝕性的鎮(zhèn)合金，W便滿足電子產(chǎn)品發(fā)展的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的鎮(zhèn)合金材料導(dǎo)熱系數(shù)低的技術(shù)問題，提供一種鎮(zhèn)合 金及其制備方法和應(yīng)用，該鎮(zhèn)合金不僅具有較高的機(jī)械性能和耐腐蝕性能，并且還具有高 的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種鎮(zhèn)合金，W該鎮(zhèn)合金的總量為基準(zhǔn)， W重量百分比計(jì)，該鎮(zhèn)合金含有W下元素：
[0008] 稀止元素 0.8-1.4%， R 0.01-0.2%, Μη 0.8-1.5%, Fe 0-0.01%, Cu 0-0.01%, Ni 0-0.01%, Co 0-0.01%, Sn 0-0.01%, Ca 0-0.01%， Mg 96.84-98.39%,
[0009] R為A1和/或化。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種鎮(zhèn)合金，W該鎮(zhèn)合金的總量為基準(zhǔn)， W重量百分比計(jì)，該鎮(zhèn)合金含有W下元素：
[0011] 稀±元素 0 J- L4%， 民 化01-0.2%, Μη 0.8-1.5%, Fe 0-0.01%， 知 0-0.01%， 說 0-0.01%, Co 0-0.01%， 亂 0-0.01%,
[0012] Ca 0-0.01%, 余量為鏡，
[001引 R為A1和/或化。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的第Η個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種鎮(zhèn)合金的制備方法，該方法包括將 鎮(zhèn)合金原料進(jìn)行烙煉，并將烙煉得到的合金液進(jìn)行德鑄，冷卻后得到鎮(zhèn)合金，其中，所述鎮(zhèn) 合金原料的組成使得得到的鎮(zhèn)合金為根據(jù)本發(fā)明的鎮(zhèn)合金。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，本發(fā)明提供了根據(jù)本發(fā)明的鎮(zhèn)合金作為導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)材料 的應(yīng)用。
[0016] 本發(fā)明提供的鎮(zhèn)合金顯示出良好的綜合機(jī)械性能，不僅具有較高的強(qiáng)度和硬度， 而且具有較高的延伸率，能夠加工成具有各種形狀和厚薄的結(jié)構(gòu)元件。更重要的是，本發(fā) 明提供的鎮(zhèn)合金具有良好的導(dǎo)熱性能，導(dǎo)熱系數(shù)一般為l〇〇W/(m-K) W上，甚至能夠達(dá)到 120W/(m-K) W上。同時(shí)，本發(fā)明提供的鎮(zhèn)合金還具有較好的耐腐蝕性能，能滿足多種使用 環(huán)境的要求。
[0017] 本發(fā)明提供的鎮(zhèn)合金適于作為對(duì)導(dǎo)熱性能要求較高的結(jié)構(gòu)材料，特別是作為電子 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)件。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 本發(fā)明提供了一種鎮(zhèn)合金，W該鎮(zhèn)合金的總量為基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，該鎮(zhèn)合金 含有W下元素：
[0019] 稀± 元素 0.8-1.4%， 及 0.01-0.2%, Μη 0.8-1.5%, 化 0-0.01%， 知 0-0.01%,
[0020] Ni 0-0.01%, Co 0-0.01%, 如 0-0.01%, 啟 0-0.01%, Mg 96.84-98.39%。
[0021] 本發(fā)明的鎮(zhèn)合金含有稀±元素。稀±元素可W增大鎮(zhèn)合金中的合金結(jié)晶溫度的間 隔，因此可W顯著改善鎮(zhèn)合金的鑄造性能，同時(shí)，稀±元素在鎮(zhèn)合金中具有較大的固溶度， 而且隨著烙煉后溫度的降低，可W析出強(qiáng)化相。因此，稀±元素的加入可W提高鎮(zhèn)合金的屈 服強(qiáng)度和鑄造特性，適量的稀±元素還可W改善鎮(zhèn)合金的耐腐蝕性能。在本發(fā)明中，W鎮(zhèn)合 金的總量為基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，稀±元素的含量為不低于0. 8%，優(yōu)選為不低于1. 1 %。 然而，過量稀±元素的加入會(huì)大幅降低鎮(zhèn)合金的導(dǎo)熱系數(shù)，并使鎮(zhèn)合金的耐腐蝕性能變劣。 在本發(fā)明中，W鎮(zhèn)合金的總量為基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，稀±元素的含量為不高于1. 4%。所 述稀±元素可^為￥、5。、1^曰、〔6、？'、化1、化、5111、611、6(1、化、〇7、化、6'、時(shí)1、孔和山中的一 種或兩種W上的組合。本發(fā)明的發(fā)明人在研究過程中發(fā)現(xiàn)，所述稀±元素為L(zhǎng)a、Ce、Pr、Nd 和Υ中的一種或兩種W上的組合時(shí)，適量稀±元素的存在能獲得更好的鑄造性能和固溶強(qiáng) 化性能，使得鎮(zhèn)合金具有更高的強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)鎮(zhèn)合金的導(dǎo)熱性能沒有明顯不利影響。從進(jìn)一 步提高鎮(zhèn)合金的耐腐蝕性能的角度出發(fā)，所述稀±元素為Ce和/或Nd。根據(jù)本發(fā)明的鎮(zhèn)合 金，優(yōu)選將選自Nd和Ce中的至少一種稀±元素與Y組合使用，送樣能夠在機(jī)械性能、導(dǎo)熱 性能和耐腐蝕性之間獲得良好的平衡。
[0022] 本發(fā)明的鎮(zhèn)合金含有A1元素和/或化元素。A1元素和化元素可W改善鎮(zhèn)合金 的鑄造性能和機(jī)械性能。本文中，將選自A1和化的一種元素或者兩種的組合的記為R。本 發(fā)明中，W鎮(zhèn)合金的總量為基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，R的含量為0. 01% W上，優(yōu)選為0. 1%W 上。在使鎮(zhèn)合金具有較高的機(jī)械性能的前提下，從進(jìn)一步提高鎮(zhèn)合金的導(dǎo)熱性能和耐腐蝕 性能的角度出發(fā)，R的含量為不高于0. 2重量％。
[0023] 本發(fā)明的鎮(zhèn)合金含有Μη元素。適量的Μη元素可W提高鎮(zhèn)合金的耐腐蝕性能，并 且Μη元素可W與鎮(zhèn)合金中的雜質(zhì)元素化形成高烙點(diǎn)的沉淀而析出，從而凈化鎮(zhèn)合金的烙 體。同時(shí)，適量Μη元素的引入還可W改善合金的鑄造性能。本發(fā)明中，W鎮(zhèn)合金的總量為 基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，Μη元素的含量為0. 8 % W上，優(yōu)選為0. 9 % W上。但是，鎮(zhèn)合金中Μη 元素含量過高時(shí)，鎮(zhèn)合金的導(dǎo)熱性能下降，同時(shí)耐腐蝕性能變差。在本發(fā)明中，W鎮(zhèn)合金的 總量為基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，Μη元素的含量為不高于1. 5%，優(yōu)選為不高于1. 2%。
[0024] FeXu、Ni、Co、Sn和化對(duì)鎮(zhèn)合金的耐腐蝕性能具有不利影響，在含量過高時(shí)，還對(duì) 鎮(zhèn)合金的導(dǎo)熱性能具有不利影響。根據(jù)本發(fā)明的鎮(zhèn)合金，W鎮(zhèn)合金的總量為基準(zhǔn)，W重量百 分比計(jì)，所述鎮(zhèn)合金中，F(xiàn)e、化、Ni、Co、Sn和化的含量各自為不高于0. 01 %。
[00巧]根據(jù)本發(fā)明的鎮(zhèn)合金允許存在少量其它金屬元素，如Be、Zr、Li、^、K、Sr、Ba、Ga、 111、66、訊、81、￥、佩、化、1〇、胖、1^、1'(3、腳、？(1、？1、4旨和411中的一種或者兩種^上的組合。 W鎮(zhèn)合金的總量為基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，上述其它金屬元素的總量一般不高于0.2%，優(yōu) 選不高于0. 1 %。
[0026] FeXu、化、Co、Sn和化W及所述其它金屬兀素可W來源于制備合金時(shí)合金原料中 的雜質(zhì)，也可W來源于制備合金時(shí)作為合金的一種組成元素而添加的原料。
[0027] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)例中，W該鎮(zhèn)合金的總量為基準(zhǔn)，W重量百分比計(jì)，該鎮(zhèn)合 金含有W下元素：
[0028] 稀出元素 0.8-1.4%, 化 0.01-?.2%、， Μ打 0.8-1.5%, 於 0-0.01%, Cu 0-0.01%， 佛 0-0.01%, C& 0-0.01%, 泌 0-0.01%, €江 0-0.01%, 余量為鏡，
[0029] R為A1和/或化。
[0030] 根據(jù)該優(yōu)選的實(shí)例，所述鎮(zhèn)合金可W含有上述其它金屬元素中的一種或多種的組 合，也可W不含有上述其它金屬元素。
[0031] 可W采用常規(guī)方法來制備所述鎮(zhèn)合金。具體地，可W將鎮(zhèn)合金原料進(jìn)行烙煉，并將 烙煉得到的合金液進(jìn)行德鑄，冷卻后得到鎮(zhèn)合金，其中，所述鎮(zhèn)合金原料的組成使得得到的 鎮(zhèn)合金為本發(fā)明提供的鎮(zhèn)合金。
[0032] 選擇合金原料的組成從而得到具有預(yù)期組成的合金的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員所 公知的，本文不再詳述。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明，所述烙煉一般可W在700-75(TC的溫度下進(jìn)行，烙煉的時(shí)間一般可W 為20-60分鐘。為了避免鎮(zhèn)合金烙體在烙煉過程中與空氣接觸而氧化，在烙煉時(shí)，可W采用 覆蓋劑進(jìn)行烙體保護(hù)，也可W采用氮?dú)夂土鶜饣驓怏w進(jìn)行烙體保護(hù)