本發(fā)明屬于合金材料，具體涉及一種輕量化鼠標(biāo)用耐蝕鎂合金及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的發(fā)展和人們生活品質(zhì)的提高，高端電腦外設(shè)市場逐漸呈現(xiàn)出多元化發(fā)展的趨勢(shì)，特別是鼠標(biāo)這一常用輸入設(shè)備，其設(shè)計(jì)不僅要滿足功能性的需求，還要兼顧美觀、舒適度以及耐用性等方面的要求。目前，鼠標(biāo)材料主要包括鋁合金和塑料兩大類，然而這兩類材料各有優(yōu)劣，鋁合金雖然質(zhì)感優(yōu)異但重量較重，塑料雖然輕盈但缺乏高級(jí)感并且易老化。因此，急需尋找一種既輕便又具有優(yōu)良質(zhì)感的材料制備高端鼠標(biāo)。

2、鎂合金作為一種新型輕質(zhì)材料，以其高比強(qiáng)度、良好的散熱性能和易于加工成型的特點(diǎn)，在汽車、航空、消費(fèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。特別是在高端鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)中，鎂合金憑借其獨(dú)特的特性展現(xiàn)出了巨大的潛力。鎂合金不僅重量輕，而且可以通過適當(dāng)?shù)暮辖鸹捅砻嫣幚矸椒▉慝@得良好的外觀質(zhì)感，滿足用戶對(duì)高端產(chǎn)品的需求。

3、盡管鎂合金擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其本征的耐蝕性較差，尤其是在潮濕或多汗的手部使用環(huán)境下，鎂合金容易受到腐蝕。為了解決這一問題，研究人員開始探索通過調(diào)整鎂合金的成分來改善其耐蝕性和提高其機(jī)械性能。例如，添加鋅、鈣等元素，保護(hù)鎂基體不受腐蝕，但添加過多可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)械性能下降；添加鋁可以提高鎂合金的強(qiáng)度和硬度，但過量的鋁會(huì)導(dǎo)致腐蝕加劇；添加稀土元素如釔、釓等可以形成致密的氧化物保護(hù)層，減少鎂與腐蝕介質(zhì)的直接接觸，這些元素還可以通過形成細(xì)小彌散的強(qiáng)化相來提高機(jī)械性能，但過量添加可能會(huì)引起脆性增加。因此，上述鎂合金的成分設(shè)計(jì)不合理，未能兼顧機(jī)械性能和耐蝕性能，不能實(shí)現(xiàn)鎂合金綜合性能的提高，影響了其在高端鼠標(biāo)中的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種輕量化鼠標(biāo)用耐蝕鎂合金及其制備方法，以解決上述鎂合金成分設(shè)計(jì)不合理，無法兼顧機(jī)械性能和耐蝕性能的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明第一方面提供了一種輕量化鼠標(biāo)用耐蝕鎂合金，耐蝕鎂合金按照質(zhì)量百分?jǐn)?shù)包括以下原料：al?4.0-6.0%、y?3.5-5.5%、gd?1.5-3.5%、mn?0.05-0.2%、ca?0.05-0.2%、sc?0.4-0.6%、si?0.3-0.5%和余量的mg，其中（ωy+ωgd）/（ωmn+ωca）為18~50，（ωy+ωgd）/ωal為1.2~1.6，ωsc>ωsi>ωy+ωgd總和的4.5-6.8%。

4、其中ωy、ωgd、ωmn、ωca、ωal、ωsc、ωsi分別代表y、gd、mn、ca、al、sc、si在鎂合金中所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

5、本發(fā)明為了提高鎂合金材料的機(jī)械性能，在鎂合金的組成中加入al、y、gd、mn、ca、sc和si元素，其在特定比例下，在鎂合金中形成一種平衡狀態(tài)，提高鎂合金的機(jī)械性能。分析原因是鋁元素和硅元素在鎂合金中可以形成固溶體，增加合金的強(qiáng)度，y和gd在鎂合金中可以形成細(xì)小的彌散相粒子，如mg12y、mg2gd、mg24(gd,y)5等，gd和y元素的存在還可以促進(jìn)晶粒細(xì)化，因?yàn)橄⊥猎乜梢源龠M(jìn)非自發(fā)形核，使得晶粒數(shù)量增加，尺寸減小，細(xì)小的晶粒可以提高材料的強(qiáng)度和延展性。這些粒子均勻分布在整個(gè)合金基體中，阻礙位錯(cuò)滑移，從而提高材料的強(qiáng)度。mn和ca元素可以與氧形成穩(wěn)定的氧化物粒子，分布在晶界處，阻止晶界的移動(dòng)，從而提高材料的高溫穩(wěn)定性。sc元素同樣可以與鎂形成細(xì)小的粒子，如mg3sc，這些粒子非常穩(wěn)定，即使在高溫下也不容易溶解回基體。本發(fā)明中這些元素的共同作用可以導(dǎo)致復(fù)合強(qiáng)化效應(yīng)，提高鎂合金材料的機(jī)械性能。

6、雖然加入上述元素可以提高鎂合金的機(jī)械性能，但是其耐蝕性能卻提升不大，本發(fā)明繼續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，將上述元素進(jìn)行進(jìn)一步的含量限定可以顯著提高鎂合金的耐蝕性能。分析原因是y和gd作為稀土元素，在鎂合金中可以形成穩(wěn)定且致密的氧化物或氫氧化物薄膜，這些薄膜可以有效地阻止氯離子等腐蝕介質(zhì)的侵入。mn和ca元素在合金中含量相對(duì)較低，但它們可以與氧結(jié)合形成mno和cao等氧化物，這些氧化物通常會(huì)在晶界處聚集，有助于抑制晶間腐蝕。本發(fā)明當(dāng)（ωy+ωgd）/（ωmn+ωca）的比例在18~50之間時(shí)，意味著y和gd相對(duì)于mn和ca的含量較高，這有助于形成更多的y和gd相關(guān)的保護(hù)膜，同時(shí)限制了mn和ca相關(guān)氧化物的過度聚集，從而避免晶界脆化，提高整體耐蝕性。al是鎂合金中常用的強(qiáng)化元素，但高含量的al可能會(huì)導(dǎo)致局部區(qū)域的電化學(xué)活性差異增大，從而加劇局部腐蝕。本發(fā)明中（ωy+ωgd）/ωal為1.2~1.6，通過調(diào)整y和gd與al的比例，可以平衡al的強(qiáng)化效果與y和gd的保護(hù)效果，使得在al含量較高的情況下，y和gd依然能夠形成足夠的保護(hù)膜，防止局部腐蝕的發(fā)生。本發(fā)明中還限定ωsc>ωsi>ωy+ωgd總和的4.5-6.8%，sc元素的添加可以促進(jìn)形成更致密的保護(hù)膜，同時(shí)sc還能通過細(xì)化晶粒來提高合金的整體性能。si元素雖然含量較低，但可以與mg形成mg2si等相，這些相的形成有助于改善合金的機(jī)械性能，并且在一定程度上也能增強(qiáng)耐蝕性。本發(fā)明通過設(shè)定sc含量高于si和y+gd總和的4.5-6.8%，可以確保sc在合金中起到主導(dǎo)的耐蝕作用，同時(shí)利用si的輔助作用來進(jìn)一步改善合金的性能。

7、本發(fā)明第二發(fā)明提供了一種輕量化鼠標(biāo)用耐蝕鎂合金的制備方法，包括以下步驟：

8、（1）熔煉

9、將原料按照比例加入到感應(yīng)熔煉爐中在保護(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉，熔煉完成后，得到熔融態(tài)合金；

10、（2）精煉

11、在熔煉過程中，添加精煉劑去除雜質(zhì)；

12、（3）壓鑄

13、將精煉后的熔融態(tài)合金在保護(hù)氣氛下進(jìn)行壓鑄充型，得到壓鑄成形件，壓鑄件脫模后重新對(duì)模具噴涂脫模劑，等待進(jìn)行下一次壓鑄過程；

14、（4）預(yù)處理

15、清理壓鑄成形件的補(bǔ)縮結(jié)構(gòu)和飛邊，得到預(yù)處理件；

16、（5）時(shí)效熱處理

17、將固溶后的預(yù)處理件進(jìn)行分階段時(shí)效熱處理；

18、（6）表面精整加工

19、將時(shí)效熱處理后的預(yù)處理件進(jìn)行精整加工，得到輕量化鼠標(biāo)用耐蝕鎂合金。

20、優(yōu)選的，步驟（1）和步驟（3）中，保護(hù)氣氛為氬氣或二氧化碳和六氟化硫的混合氣體中的一種。

21、優(yōu)選的，步驟（1）中，熔煉的溫度為680-730℃。

22、優(yōu)選的，步驟（3）中，壓鑄充型的填充速度為15-20m/s，壓力為100-150mpa，保壓時(shí)間10-15s。

23、為了進(jìn)一步優(yōu)化本發(fā)明中鎂合金的綜合性能，在壓鑄過程中使用特定參數(shù)下的填充方式，壓力和速度設(shè)置可以促使合金材料在壓鑄過程中形成更為均勻和細(xì)小的晶粒。細(xì)小的晶粒可以提高材料的強(qiáng)度和韌性。合金在模具中凝固得更為致密，表面更加光滑，減少了表面粗糙度，光滑的表面還可以減少腐蝕介質(zhì)與合金基體接觸的機(jī)會(huì)，從而提高耐蝕性。本發(fā)明在壓鑄過程中得到鼠標(biāo)的基本形狀。

24、優(yōu)選的，步驟（3）壓鑄成型過程中，熔融態(tài)合金的溫度為670-710℃，模具加熱溫度為150-180℃。

25、優(yōu)選的，分階段時(shí)效熱處理包括兩個(gè)階段，第一階段的溫度為190-200℃，保溫時(shí)間為3-4h，第二個(gè)階段的溫度為150-160℃，保溫時(shí)間為3-4h。

26、為了進(jìn)一步優(yōu)化本發(fā)明中鎂合金的綜合性能，在時(shí)效熱處理過程中也進(jìn)行了分段過程，分階段的時(shí)效熱處理可以更好地控制析出相的形成和發(fā)展，在不同的溫度區(qū)間內(nèi)，不同的析出相會(huì)發(fā)生變化，通過分階段的熱處理，可以確保每個(gè)溫度段都有利于形成有利的析出相，這些相可以顯著提高材料的機(jī)械性能。本發(fā)明中進(jìn)行分階段時(shí)效熱處理，可以促進(jìn)形成更致密的氧化膜或其他保護(hù)性化合物，這些化合物可以有效阻止腐蝕介質(zhì)的侵入，從而提高耐蝕性。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為：

28、1、本發(fā)明通過添加特定范圍內(nèi)的al、y、gd、mn、ca、sc和si，可以顯著改善鎂合金的機(jī)械性能和耐腐蝕性。特別是通過調(diào)整y和gd的比例與mn和ca的比例，以及sc元素的含量高于si和y+gd總和的特定比例，使得合金在保持良好機(jī)械性能的同時(shí)，也具有優(yōu)良的抗腐蝕能力。

29、2、本發(fā)明的合金配方中的元素配比可以有效地強(qiáng)化鎂基體，通過固溶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化機(jī)制來提升材料的硬度、強(qiáng)度和韌性。

30、3、本發(fā)明中由于采用了特定的合金成分組合，可以在鎂合金表面形成致密的氧化膜或其他保護(hù)性化合物，從而增強(qiáng)合金的抗腐蝕能力。

31、4、本發(fā)明通過分階段的時(shí)效熱處理，可以更加精細(xì)地調(diào)控合金的微觀結(jié)構(gòu)，促進(jìn)有益相的析出，并減少內(nèi)應(yīng)力，從而達(dá)到優(yōu)化綜合性能的目的。