專利名稱：一種含稀土鈰的高強度高電磁屏蔽性能變形鎂合金的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種鎂合金，特別涉及ー種含有稀土鈰的具有高強度和高電磁屏蔽性能的變形鎂合金材料。
背景技術：
電磁輻射引起的電磁干擾已經逐漸滲透人類生活的各個領域同時帶來了一系列嚴峻的問題。電磁干擾不僅影響電子電氣設備、通信設備工作的穩定性、安全性以及可靠性，而且日益威脅并危害著人類的身體健康。據報道，長期處于電磁環境中的人，免疫系統、神經系統、生殖系統極易受到傷害，并且容易誘發心血管疾病、糖尿病、癌突變等。此外，在現代化戰場上，電磁環境趨于復雜，除了雷電、靜電等自然電磁干擾源之外，還出現了更為強烈的人為干擾源。當這些干擾源發射的電磁波穿透武器系統的敏感器件時，其危害足以使武器裝備瞬間失去戰斗力。并且隨著軍事技術的進歩，電磁波普不僅僅停留在無線電波段范圍內，正迅速向低端聲頻、次聲頻和高端光頻擴展，這種極具殺傷カ的電磁波對未來軍 事戰場上信息安全與設備防護提出了巨大的挑戰。因此，發展電磁屏蔽技術、減少電磁輻射干擾在當今社會顯得十分重要。高性能屏蔽材料的研發是電磁屏蔽的一個關鍵環節。目前，廣泛使用的屏蔽材料主要是金屬材料(銀、銅、鎳等)、鐵磁性材料(坡莫合金、高導磁率合金等)、高分子復合材料(發泡金屬、填充類高聚合物)等。由于傳統的金屬材料和鐵磁材料有密度較大等缺點，正逐漸被高分子復合材料所替代。然而，高分子復合材料普遍存在屏蔽性能不夠高、力學性能較低等不足，限制了其工程應用領域。因此，迫切需要發展密度低、力學性能較高、電磁屏蔽性能優良的材料，以改善日益復雜的電磁環境。眾所周知，鎂具有密度低、比強度高、比剛度高、易于回收、阻尼性能好和屏蔽性能較高等一系列優點，是ー種極具潛カ的電磁屏蔽材料。研究鎂合金電磁屏蔽性能將會繼續拓展其在電子、航空、航天、國防軍エ等領域的應用范圍。然而，目前關于鎂合金的研究主要集中于力學性能、成形性能及阻尼性能等方面，電磁屏蔽性能涉及較少。另外，現今一些鎂合金材料雖然具有較高的強度，如ZK系鎂合金等，可以運用至エ業生產和商業應用，但是其電磁屏蔽性能通常不夠高，不能滿足ー些較高端領域的需求。因此，開發同時具有高電磁屏蔽和高強度的鎂合金材料已成為國內外鎂行業ー個急需解決的關鍵問題。
發明內容
針對現有電磁屏蔽材料的上述不足，本發明的目的是提供一種含稀土鈰的高強度高電磁屏蔽性能的新型ZK系變形鎂合金材料。本發明的另一目的是提供所述含稀土鈰的高強度高電磁屏蔽性能變形鎂合金的制備方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的，本發明所述含稀土鈰的高強度高電磁屏蔽性能變形鎂合金，由Mg、Zn、Zr和Ce組成，其各組分的質量百分含量為Zn :5. 5(Γ5. 80wt. % ；Zr 0. 45 0· 60 wt. % ；Ce :0. 45 I. 90 wt. %，其余為 Mg 和不可避免的雜質。本發明鎂合金較好的組分為，各組分成分質量百分含量為Zn:5. 8 wt. % ；Zr:0. 51wt. % ；Ce: I. 16 wt. %,其余為Mg與不可避免的雜質。本發明不可避免的雜質為Fe、Si等，其總量< O. 05 wt. %。進ー步，所述含稀土鈰的高強度高電磁屏蔽性能變形鎂合金的制備方法，包括如下步驟
a)往預熱的坩堝中加入預熱至150°C的鎂錠，在720°C鎂錠完全熔化后加入純鋅，待純鋅完全熔化，升溫至74(T760°C，再按配方加入鎂鈰中間合金，該中間合金中Ce的質量百分比為30%，攪拌5分鐘；升溫到78(T80(TC，再加入鎂鋯中間合金，其中Zr的質量百分比為30%，攪拌5分鐘；
b)在76(T780°C時精煉10分鐘，之后靜置20分鐘；
c)將鎂合金熔體降溫至74(T760°C，安裝模具，開啟氣閥，壓カ為O.04Mpa，流量為500L/h，澆鑄合金；80s后取出鑄棒得到含稀土鈰的鎂合金。相比現有技術，本發明具有如下有益效果
I、本發明變形鎂合金中，鈰與鎂形成耐熱稀土相Mg17Ce2，并分布于晶界處，在擠壓過程中能夠阻礙晶界遷移，從而細化晶粒，強化基體合金，有效的提高了合金的力學性能；由于適量的鈰元素，使合金的組織由細小的等軸狀再結晶晶粒組成，第二相密度増加，第二相分布較為均勻，合金的畸變程度減小，電子的散射作用減弱，電導率提高，因此具有良好的電磁屏蔽性能，且屏蔽效能在測試頻率范圍內高且穩定。本發明變形鎂合金材料兼有優良的電磁屏蔽性能和高的強度，在力學性能相對于普通商用ZK系高強度變形鎂合金進ー步改善的同吋，使其電磁屏蔽性能顯著地提高，充分挖掘了鎂合金材料的使用潛力，可滿足電子電氣、航空航天和國防軍エ等領域對高強高電磁屏蔽性能及輕量化材料的實際需求。2、本發明エ藝簡單，且容易操作；所采用的設備如熔煉爐、熱擠壓機等均為常規通用設備，具有可移植性強的特點。
圖I是編號為A的鎂合金擠壓態微觀組織金相照片(不含稀土元素鈰)；
圖2是編號為B的鎂合金擠壓態微觀組織金相照片；
圖3是編號為C的鎂合金擠壓態微觀組織金相照片；
圖4是編號為D的鎂合金擠壓態微觀組織金相照片。
具體實施例方式下面參照附圖并結合具體實施例，進ー步闡述本發明，應理解的是，這些實施例是用于說明本發明，而不是對發明的限制，本發明的保護范圍不限于以下的實施例。(一)本發明含稀土鈰的高強度高電磁屏蔽性能變形鎂合金，由Mg、Zn、Zr和Ce組成，其各組分的質量百分含量為Ζη 5. 50 5· 80 wt. % ；Zr :0. 45 0· 60 wt. % ；Ce :0. 45 I. 90wt. %,其余為Mg和不可避免的雜質。具體實施例如下
權利要求
1.一種含稀土鈰的高強度高電磁屏蔽性能變形鎂合金，其特征在于，所述鎂合金由Mg、Zn、Zr和Ce組成，各組分的質量百分含量為Ζη :5· 50 5· 80 wt. % ；Zr :0. 45 0· 60 wt. % ；Ce :0. 45 I. 90 wt. %，其余為Mg和不可避免的雜質；不可避免的雜質為Fe、Si等，其總量< O. 05 wt. %。
2.根據權利要求I所述的含稀土鈰的高強度高電磁屏蔽性能變形鎂合金，其特征在于，所述鎂合金各組分的百分含量為Zn :5. 80 wt. % ；Zr 0. 51 wt. % ；Ce 1. 16 wt.%，其余為Mg和不可避免的雜質。
3.如權利要求I所述含稀土鈰的高強度高電磁屏蔽性能變形鎂合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 a)往預熱的坩堝中加入預熱至150°C的鎂錠，在720°C鎂錠完全熔化后加入純鋅，待純鋅完全熔化，升溫至74(T760°C，再按配方分別加入鎂鈰中間合金，該中間合金中Ce的質量百分比為30%，攪拌5分鐘；升溫到78(T800°C，再加入鎂鋯中間合金，其中Zr的質量百分比為30%，攪拌5分鐘； b)在76(T780°C時精煉10分鐘，之后靜置20分鐘； c)將鎂合金熔體降溫至74(T760°C，開啟氣閥，壓カ為O.04Mpa，流量為500L/h，澆鑄合金；80s后取出鑄棒得到含稀土鈰的鎂合金。
全文摘要
本發明公開了一種含稀土鈰的高強度高電磁屏蔽性能的變形鎂合金，其特征在于該變形鎂合金由Mg、Zn、Zr、Ce組成，各組分質量百分含量為Zn5.50~5.80wt.%；Zr0.45~0.60wt.%；Ce0.45~1.90wt.%，其余為Mg和不可避免的雜質。本發明的變形鎂合金材料兼有優良的電磁屏蔽性能和高的強度，在力學性能相對于普通商用ZK系高強度變形鎂合金進一步改善的同時，使其電磁屏蔽性能顯著地提高，充分挖掘了鎂合金材料的使用潛力，可滿足電子電氣、航空航天和國防軍工等領域對高強高電磁屏蔽性能及輕量化材料的實際需求。而且，本發明所用設備簡單，可移植性強，成本較低，且容易操作。
文檔編號C22C23/04GK102839307SQ20121036854
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者陳先華, 潘復生, 劉娟 申請人:重慶大學