一种高强高成形性镁锂合金及其制备方法和应用

摘要

本发明属于镁锂合金材料制备技术领域，具体涉及一种高强高成形性镁锂合金及其制备方法和应用。本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种高强高成形性镁锂合金，针对传统Mg‑Li‑Al‑Zn系镁锂合金综合力学性能不足的现象，利用添加混合RE及微量Ag元素和Zr元素，有效提高Mg‑Li‑Al‑Zn系镁锂合金的综合力学性能并改善时效软化现象和机械持久性差的缺点。所述高强高成形性镁锂合金，由以下质量百分比的组分组成：4.5~11.5%Li，0.5~2.2%Al，2.5~5.5%Zn，0.1~3%RE，0.1~1.2%Ag，0.01~0.2%Zr，RE为镧铈混合稀土，Al和Zn总含量应不超过5%，杂质含量应小于0.01%，余量为Mg。本发明制备的镁锂合金板材抗拉强度高、塑性好、力学性能稳定，具有优异的室温冲压成形能力，本发明的制备方法简单、可操纵性强。

权利要求

1.一种高强高成形性镁锂合金，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：4.5~

11.5% Li，0.5 2.2% Al，2.5 5.5% Zn，0.1 3% RE，0.1 1.2% Ag，0.01 0.2% Zr，RE为镧铈~ ~ ~ ~ ~混合稀土，Al和Zn总含量不超过5%，杂质含量小于0.01%，余量为Mg；

镧铈混合稀土RE中，La和Ce的质量比≥2:1；

所述高强高成形性镁锂合金通过如下步骤制备得到：

（1）真空熔炼与铸造：将所需镁锂合金各组分按照质量百分比进行配料，配料后，抽真空，再充入氩气，然后进行熔炼与浇铸，冷却后，获得均质镁锂合金铸锭；

（2）形变热处理：将步骤（1）得到的镁锂合金铸锭机加工除去表面氧化层，然后依次进行锻造、挤压、轧制、冷热循环处理，即得；

步骤（2）中所述冷热循环处理工艺为：将经过轧制的板材在最低‑150℃、最高150℃的温度下冷热循环，单次循环时间为2‑20h，单次循环温度变化率为‑5 5℃/min，并在最低温~度和最高温度时各保温20‑30min，共进行两个循环，冷热循环的介质为液氮。

2.根据权利要求1所述高强高成形性镁锂合金板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）真空熔炼与铸造：将所需镁锂合金各组分按照质量百分比进行配料，配料后，抽真空，再充入氩气，然后进行熔炼与浇铸，冷却后，获得均质镁锂合金铸锭；

（2）形变热处理：将步骤（1）得到的镁锂合金铸锭机加工除去表面氧化层，然后依次进行锻造、挤压、轧制、冷热循环处理，即得高强高成形性镁锂合金板材；

步骤（2）中所述冷热循环处理工艺为：将经过轧制的板材在最低‑150℃、最高150℃的温度下冷热循环，单次循环时间为2‑20h，单次循环温度变化率为‑5 5℃/min，并在最低温~度和最高温度时各保温20‑30min，共进行两个循环，冷热循环的介质为液氮。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中真空熔炼与铸造具体步骤为：抽真空至10Pa，再充入氩气至真空度50kPa，然后升温至650 800℃熔炼30‑90min，然后~静置10‑30min，再浇铸。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述锻造工艺为：将步骤（1）所得铸锭加热至280 420℃保温2 12h，然后降温至190 280℃进行多向锻造，锻造比为~ ~ ~（2 5.5）：1，终锻温度为150 250℃，锻造后水冷至室温，获得直径为90 180mm的锻棒。

~ ~ ~

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述挤压工艺为：将锻造所得锻棒机加工除去表面氧化层后加热至200 300℃保温30 100min，然后进行挤压，挤压比~ ~为10 60、挤压速度为20 120mm/min，然后空冷或水冷至室温，获得厚度为10 25mm的挤压板~ ~ ~材。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述轧制工艺为：将挤压所得挤压板材加热至300 450℃保温10 210min，然后降温至180 280℃进行轧制，轧制单道次~ ~ ~压下量为25% 50%、总压下量为70% 95%，最终获得厚度为1.5 3.0mm的镁锂合金板材。

~ ~ ~

7.权利要求2所制备得到的高强高成形性镁锂合金板材在制备工业产品壳体或者航空航天曲面零部件中的应用。

说明书

一种高强高成形性镁锂合金及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明属于镁锂合金材料制备技术领域，具体涉及一种高强高成形性镁锂合金及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 镁锂合金是目前最轻的金属结构材料，同时具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、导热性好、电磁屏蔽效果佳等优点。比普通镁合金轻1/4～1/3，其密度仅为铝合金密度的1/2、钢铁密度的1/5，符合轻量化的结构材料的要求，在航空航天、电子通讯、武器装备等领域广受青睐。随着镁锂合金应用的不断成熟，镁锂合金的产品形式不再局限于简单的锻件、板材、棒材等，各种形状复杂的镁锂合金结构件的需求量不断增加，这对镁锂合金的成形性提出了更高的要求。

[0003] 曲面类结构件作为最常见的结构件之一，其加工工艺对材料成形性的考量非常具有代表性。曲面类结构件主要是利用铸造、精密加工和塑性变形三种方式获得的。目前，镁锂合金的铸造工艺还不成熟，铸造过程中，镁锂合金熔体与膜壳的界面反应问题还未能妥善解决；利用厚板或锻件进行精密加工生产曲面类结构件所需的切削余量大，耗损量最高可达90％，所以此种加工方式成本高、效率低，同时产生的粉尘对环境和人体有害；相比之下，冲压成形是更为切实可行的方法，能够快速生产出壁厚均匀、综合力学性能良好的曲面类零部件。

[0004] 现有技术中，对于镁合金成形性研究主要基于传统的变形镁合金，对镁锂合金的研究较少。例如，公开号为CN109182859A的中国专利公开了一种复合形变制备高成形性镁合金板材的方法，包括两次热处理、一次压缩变形和两次轧制变形，所用材料为AZ31‑0.3Mn，其变形后的杯突值为5.3；公开号为CN113444945A的中国专利公开了一种具有环形发散组织的高塑性、高成型性镁合金板材及制备方法，包括Zn：0.5～2％，Li：1～3％，Gd：
0.1～1％，余量为Mg，该合金杯突值最大为7.3；公开号为CN109844152A的中国专利公开了一种高成型性镁合金板材及其制备方法，包括Zn：0～3％，Ca：0～1.5％，Mn：0～1.0％，余量为Mg，该合金的最大杯突值为9.0，此时合金的极限抗拉强度为254MPa，屈服强度为185MPa，延伸率为22.2％。

[0005] 上述研究均建立在变形镁合金的基础上，由于镁合金属于密排六方(HCP)晶体结构，滑移系少，变形困难，其成形性能和塑性提升均相对有限，制约了镁合金结构件的成形制备。而当在镁合金中加入Li元素后，密度降低、晶格对称性增加、成形能力显著提高。

[0006] 但是，于此同时，具有高塑性或高成形能力的镁锂合金普遍存在强度过低的问题，如LZ91N、LA103M等，难以作为承力性结构零部件批量应用。而目前开发的高强镁锂合金又普遍延伸率过低、成形性不高，例如，Liang等人的研究开发了抗拉强度为315MPa、延伸率为3.4％的镁锂合金(参见文献Liang X,Xiang P,Hao J I,et al..Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2021,31(4):925‑938.)；又如，公开号为CN112442620A的中国专利公开了一种300MPa级镁锂合金材料及其制备方法，该合金抗拉强
3
度最高为307MPa，此时密度为1.54g/cm，延伸率为13％。

[0007] 基于上述问题，有必要开发高强高成形镁锂合金，提高镁锂合金成形件的生产效率，实现曲面零部件的减重替代，扩大其应用领域。

发明内容

[0008] 本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种高强高成形性镁锂合金，针对传统Mg‑Li‑Al‑Zn系镁锂合金综合力学性能不足的现象，利用添加混合RE及微量Ag元素和Zr元素，有效提高Mg‑Li‑Al‑Zn系镁锂合金的综合力学性能并改善时效软化现象和机械持久性差的缺点。

[0009] 同时，本发明还提供了一种高强高成形性镁锂合金板材的制备方法，通过对Mg‑Li‑Al‑Zn‑RE‑Ag‑Zr镁锂合金进行锻造、挤压、轧制等复合塑性变形，获得了晶粒尺寸细小、组织均匀的高抗拉强度、高延伸率的合金板材，再通过冷热循环处理的方式，在对强度影响较小的情况下即可获得同时兼备良好强度和成形性的镁锂合金板材。

[0010] 本发明又进一步提供了所述高强高成形性镁锂合金板材的应用。

[0011] 基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

[0012] 一种高强高成形性镁锂合金，由以下质量百分比的组分组成：4.5～11.5％Li，0.5～2.2％Al，2.5～5.5％Zn，0.1～3％RE，0.1～1.2％Ag，0.01～0.2％Zr，RE为镧铈混合稀土，Al和Zn总含量应不超过5％，杂质含量应小于0.01％，余量为Mg。

[0013] 具体的，镧铈混合稀土RE中，质量比La：Ce≥60:30。

[0014] 一种高强高成形性镁锂合金板材的制备方法，包括如下步骤：

[0015] (1)真空熔炼与铸造：将所需镁锂合金各组分按照质量百分比进行配料，配料后，抽真空，再充入氩气，然后进行熔炼与浇铸，待铸锭冷却后，获得均质镁锂合金铸锭；

[0016] (2)形变热处理：将步骤(1)得到的镁锂合金铸锭机加工除去表面氧化层，然后依次进行锻造、挤压、轧制、冷热循环处理，即得高强高成形性镁锂合金板材。

[0017] 具体的，步骤(1)中真空熔炼与铸造具体步骤为：在真空反应炉中抽真空至10Pa，再充入氩气至真空度50kPa，然后升温至650～800℃熔炼30‑90min，然后静置10‑30min，再浇铸，获得高纯净镁锂合金铸锭。

[0018] 具体的，步骤(2)中锻造前对步骤(1)所得铸锭进行均匀化处理，具体步骤为将铸锭置于台式热处理炉中，在氮气保护气氛下，于350‑400℃温度均匀化处理2‑6h。

[0019] 具体的，步骤(2)中所述锻造工艺为：将步骤(1)所得铸锭加热至280～420℃保温2～12h，然后降温至190～280℃进行多向锻造，锻造比为(2～5.5)：1，终锻温度为150～250℃，锻造后水冷至室温，获得直径为90～180mm的锻棒。

[0020] 具体的，步骤(2)中所述挤压工艺为：将锻造所得锻棒机加工除去表面氧化层后加热至200～300℃保温30～100min，然后进行挤压，挤压比为10～60、挤压速度为20～120mm/min，然后空冷或水冷至室温，获得厚度为10～25mm的挤压板材。

[0021] 具体的，步骤(2)中所述轧制工艺为：将挤压所得挤压板材加热至300～450℃保温10～210min，然后降温至180～280℃进行交叉轧制，每经过一道次轧制后需将板材换向90°以进行下道次，单道次压下量为25％～50％、总压下量为70％～95％，最终获得厚度为1.5～3.0mm的镁锂合金板材。

[0022] 具体的，步骤(2)中所述冷热循环处理工艺为：将经过轧制的板材置于冷热循环炉中，进行最低‑150℃、最高150℃的冷热循环，单次循环时间为2‑20h，单次循环温度变化率为‑5～5℃/min，并在最低温度和最高温度时各保温20‑30min，共进行两个循环，冷热循环的介质为液氮，冷热循环处理结束后取出板材并恢复至室温。

[0023] 采用上述方法制备得到的高强高成形性镁锂合金板材，所述镁锂合金板材厚度为1.5～3.0mm。

[0024] 所述高强高成形性镁锂合金板材在制备工业产品壳体或者航空航天曲面零部件中的应用。

[0025] 具体的，所述工业产品壳体为行李箱壳体或便携式电子产品壳体。

[0026] 具体的，所述航空航天曲面零部件为卫星电子器件托盘等产品。

[0027] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

[0028] 1.本发明制备了一种Mg‑Li‑Al‑Zn‑RE‑Ag‑Zr高强高成形性镁锂合金，将主要元素含量控制如下：Li(4.5～11.5wt.％)、Al(0.5～3.5wt.％)、Zn(2.5～5.5wt.％)，是综合了密度、强度、塑性进行优选后的结果，其中Li含量在4.5～11.5之间显著提高了合金的晶格对称性，能有效平衡强度和成形性，同时降低了合金的密度；Al含量在0.5～3.5wt.％和Zn含量在2.5～5.5wt.％之间既保留了合金的低密度，又能固溶于基体有效提高合金强度。

[0029] 2.本发明制备的高强高成形性镁锂合金，是在Mg‑Li‑Al‑Zn合金的基础上，添加了混合RE元素、Ag元素和Zr元素。加入混合RE元素形成的细小弥散的金属间化合物不仅能产生固溶强化效果，还能提高合金的热稳定性与再结晶温度，此外，混合稀土的价格低于单一稀土，能有效降低成本；微量Ag元素的加入能改善合金的时效软化现象，提高材料的机械持久性，延长结构件的使用寿命；Zr元素微量加入能带来良好的细晶强化效果。

[0030] 3.本发明所述高强高成形性镁锂合金的制备方法，通过采用真空熔铸与锻/挤/轧复合塑性变形的手段，能有效调控合金组织，实现强度与塑性的兼顾。真空熔铸获得高纯净均质铸锭，明显改善合金材料的冶金质量；锻/挤/轧复合塑性变形有效细化晶粒，削弱合金板材的各向异性现象。所述形变热处理手段，加工工序简单，可操纵性强，工业化难度低。

[0031] 4.本发明所述高强高成形性镁锂合金的制备方法，将传统的塑性变形手段与多段温度的热处理手段交叉结合，不同于传统的退火方式，本发明采用一种‑150℃～150℃的冷热循环处理方式，能有效改善最终塑性变形阶段导致的应力集中，在保持合金高强度的优点下，进一步提高合金的延展性，以获得优良的成形性，同时一定程度上抑制了镁锂合金的时效软化现象，有效提高合金的机械持久性。

[0032] 本发明的工艺简单、易操作，生产成本低廉可控，在航空航天新材料领域具有良好的实际应用前景。

附图说明

[0033] 图1为本发明实施例3所述镁锂合金铸态显微组织图；

[0034] 图2为实施例3、实施例4所述镁锂合金轧制板室温拉伸应力‑应变曲线图；

[0035] 图3为实施例1‑4所述镁锂合金轧制板杯突试验结果；

[0036] 图4为采用实施例3所述镁锂合金制备的行李箱成品及壳体图。

具体实施方式

[0037] 为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下述实施例中所用原料均为普通市售产品。

[0038] 实施例1

[0039] 一种高强高成形性镁锂合金，由以下质量百分比的组分组成：Li：5.2％，Al：1％，Zn：1％，Ag：0.8％，Zr：0.05％，镧铈混合稀土RE:1.0％，La：Ce(质量比)＝90:10，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni总量小于0.01wt.％，余量为Mg。

[0040] 所述高强高成形性镁锂合金的制备方法，包括真空熔炼与铸造、形变热处理(锻造、挤压、轧制等)两个阶段，Li元素、Al元素和Zn元素分别以锂单质、铝单质和锌单质的形式加入，所用RE、Ag、Zr分别以中间合金MgRe30、AlAg40、MgZr30的形式加入，具体步骤如下：

[0041] (1)真空熔铸：按照上述镁锂合金元素配比进行配料，配料后置于真空感应炉内，抽真空至10Pa后充入氩气至50kPa，然后升温至720℃熔炼70min，然后静置10min，再浇铸，待铸锭冷却后取出铸锭，获得高纯净均质铸锭；

[0042] (2)锻造、挤压处理：将步骤(1)得到的镁锂合金铸锭车削，去除表面氧化皮层，随后置于台式热处理炉中，在氮气保护气氛下，于400℃温度均匀化处理4h后取出铸锭，待铸锭温度下降至280℃保温2h，然后进行锻造，锻造工艺参数为：锻造比为2、终锻温度为200～250℃，直至获得直径为120mm的锻棒，并迅速水冷至室温；将所得锻棒车削去氧化皮层后放入台式热处理炉中加热至220℃，并保温60min，然后进行挤压，挤压工艺参数为：挤压比为
25、挤压速率为85mm/min，然后水冷至室温，获得厚度为20mm的挤压板；

[0043] (3)轧制、冷循环处理：将步骤(2)得到的挤压板放入热处理炉中，重新加热至380℃，保温15min后降温至220℃进行轧制，每经过一道次轧制后需将板材换向90°以进行下道次，轧制单道次压下量为30％，直至获得厚度为2mm的轧制板；然后将2mm厚的轧制板放入冷热循环炉中，进行最低‑90℃、最高110℃的冷热循环，单次循环时间为6h，单次循环温度变化率为±0.67℃/min，并在温度分别为‑90℃和110℃时各保温30min，共进行两个循环，冷热循环的介质为液氮，最终获得高强高成形性镁锂合金板材。

[0044] 参照国标《GB/T16865‑2013变形铝、镁及其加工制品拉伸试验用试样及方法》、《GB/T 4156‑2007金属材料‑薄板和薄带‑埃里克森杯突试验》中的方法对实施例1得到的镁锂合金进行轧制态力学性能测试和杯突试验，结果为：抗拉强度343.2MPa，屈服强度318.4MPa，延伸率29.2％，杯突值为9.1mm。其中，杯突试验是模拟材料的胀形工艺，试验所获得的杯突值可作为材料的胀形成形性能指标，能直观的表征材料的成形能力，杯突值越大，胀形成形性能越好。

[0045] 实施例2

[0046] 一种高强高成形性镁锂合金，由以下质量百分比的组分组成：Li：7.2％，Al：1％，Zn：1％，Ag：0.8％，Zr：0.05％，镧铈混合稀土RE:1.5％，La：Ce(质量比)＝90:10，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni总量小于0.01wt.％。余量为Mg。

[0047] 所述高强高成形性镁锂合金的制备方法，包括真空熔炼与铸造、形变热处理(锻造、挤压、轧制等)两个阶段，Li元素、Al元素和Zn元素分别以锂单质、铝单质和锌单质的形式加入，所用RE、Ag、Zr分别以中间合金MgRe30、AlAg40、MgZr30的形式加入，具体步骤如下：

[0048] (1)真空熔铸：按照上述镁锂合金元素配比进行配料，配料后置于真空感应炉内，抽真空至10Pa后充入氩气至50kPa，然后升温至750℃熔炼80min，然后静置20min，再浇铸，待铸锭冷却后取出铸锭，获得高纯净均质铸锭；

[0049] (2)锻造、挤压处理：将步骤(1)得到的镁锂合金铸锭车削，去除表面氧化皮层，随后置于台式热处理炉中，在氮气保护气氛下，于380℃温度均匀化处理4h后取出铸锭，待铸锭温度下降至250℃保温6h，然后进行锻造，锻造工艺参数为：锻造比为3.5、终锻温度为190～240℃，直至获得直径为120mm的锻棒，并迅速水冷至室温；将所得锻棒车削去氧化皮层后放入台式热处理炉中加热至200℃，并保温60min，然后进行挤压，挤压工艺参数为：挤压比为25、挤压速率为85mm/min，然后水冷至室温，获得厚度为20mm的挤压板；

[0050] (3)轧制、冷循环处理：将步骤(2)得到的挤压板放入热处理炉中，重新加热至370℃，保温15min后降温至210℃进行轧制，每经过一道次轧制后需将板材换向90°以进行下道次，轧制单道次压下量为40％，直至获得厚度为2mm的轧制板；然后将2mm厚的轧制板放入冷热循环炉中，进行最低‑95℃、最高105℃的冷热循环，单次循环时间为6h，单次循环温度变化率为±0.67℃/min，并在温度分别为‑95℃和105℃时各保温30min，共进行两个循环，冷热循环的介质为液氮，最终获得高强高成形性镁锂合金板材。

[0051] 参照国标《GB/T16865‑2013变形铝、镁及其加工制品拉伸试验用试样及方法》、《GB/T 4156‑2007金属材料‑薄板和薄带‑埃里克森杯突试验》中的方法对实施例2得到的镁锂合金进行轧制态力学性能测试和杯突试验，结果为：抗拉强度327.5MPa，屈服强度306.3MPa，延伸率33.7％，杯突值为9.7mm。

[0052] 实施例3

[0053] 一种高强高成形性镁锂合金，由以下质量百分比的组分组成：Li：9.2％，Al：1％，Zn：1％，Ag：0.8％，Zr：0.05％，镧铈混合稀土RE:1.5％，La：Ce(质量比)＝90:10，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni总量小于0.01wt.％。余量为Mg。

[0054] 所述高强高成形性镁锂合金的制备方法，包括真空熔炼与铸造、形变热处理(锻造、挤压、轧制等)两个阶段，Li元素、Al元素和Zn元素分别以锂单质、铝单质和锌单质的形式加入，所用RE、Ag、Zr分别以中间合金MgRe30、AlAg40、MgZr30的形式加入，具体步骤如下：

[0055] (1)真空熔铸：按照上述镁锂合金元素配比进行配料，配料后置于真空感应炉内，抽真空至10Pa后充入氩气至50kPa，然后升温至780℃熔炼60min，然后静置30min，再浇铸，待铸锭冷却后取出铸锭，获得高纯净均质铸锭；

[0056] (2)锻造、挤压处理：将步骤(1)得到的镁锂合金铸锭车削，去除表面氧化皮层，随后置于台式热处理炉中，在氮气保护气氛下，于380℃温度均匀化处理4h后取出铸锭，待铸锭温度下降至250℃保温8h，然后进行锻造，锻造工艺参数为：锻造比为3.5、终锻温度为200～250℃，直至获得直径为120mm的锻棒，并迅速水冷至室温；将所得锻棒车削去氧化皮层后放入台式热处理炉中加热至200℃，并保温60min，然后进行挤压，挤压工艺参数为：挤压比为30、挤压速率为85mm/min，然后水冷至室温，获得厚度为20mm的挤压板；

[0057] (3)轧制、冷循环处理：将步骤(2)得到的挤压板放入热处理炉中，重新加热至360℃，保温15min后降温至210℃进行轧制，每经过一道次轧制后需将板材换向90°以进行下道次，轧制单道次压下量为50％，直至获得厚度为2mm的轧制板；然后将2mm厚的轧制板放入冷热循环炉中，进行最低‑100℃、最高100℃的冷热循环，单次循环时间为6h，单次循环温度变化率为±0.67℃/min，并在温度分别为‑100℃和100℃时各保温30min，共进行两个循环，冷热循环的介质为液氮，最终获得高强高成形性镁锂合金板材。

[0058] 参照国标《GB/T16865‑2013变形铝、镁及其加工制品拉伸试验用试样及方法》、《GB/T 4156‑2007金属材料‑薄板和薄带‑埃里克森杯突试验》中的方法对实施例3得到的镁锂合金进行轧制态力学性能测试和杯突试验，结果为：抗拉强度321.7MPa，屈服强度302.3MPa，延伸率43.9％，杯突值为11.1mm。

[0059] 实施例4

[0060] 一种高强高成形性镁锂合金，由以下质量百分比的组分组成：Li：11.2％，Al：2％，Zn：1％，Ag：0.8％，Zr：0.05％，镧铈混合稀土RE:1.0％，La：Ce(质量比)＝90:10，杂质元素Si、Fe、Cu和Ni总量小于0.01wt.％。余量为Mg。

[0061] 所述高强高成形性镁锂合金的制备方法，包括真空熔炼与铸造、形变热处理(锻造、挤压、轧制等)两个阶段，Li元素、Al元素和Zn元素分别以锂单质、铝单质和锌单质的形式加入，所用RE、Ag、Zr分别以中间合金MgRe30、AlAg40、MgZr30的形式加入，具体步骤如下：

[0062] (1)真空熔铸：按照上述镁锂合金元素配比进行配料，配料后置于真空感应炉内，抽真空至10Pa后充入氩气至50kPa，然后升温至750℃熔炼60min，然后静置10min，再浇铸，待铸锭冷却后取出铸锭，获得高纯净均质铸锭；

[0063] (2)锻造、挤压处理：将步骤(1)得到的镁锂合金铸锭车削，去除表面氧化皮层，随后置于台式热处理炉中，在氮气保护气氛下，于350℃温度均匀化处理4h后取出铸锭，待铸锭温度下降至200℃保温12h，然后进行锻造，锻造工艺参数为：锻造比为4、终锻温度为170～200℃，直至获得直径为120mm的锻棒，并迅速水冷至室温；将所得锻棒车削去氧化皮层后放入台式热处理炉中加热至180℃，并保温60min，然后进行挤压，挤压工艺参数为：挤压比为35、挤压速率为100mm/min，然后水冷至室温，获得厚度为20mm的挤压板；

[0064] (3)轧制、冷循环处理：将步骤(2)得到的挤压板放入热处理炉中，重新加热至350℃，保温15min后降温至200℃进行轧制，每经过一道次轧制后需将板材换向90°以进行下道次，轧制单道次压下量为50％，直至获得厚度为2mm的轧制板；然后将2mm厚的轧制板放入冷热循环炉中，进行最低‑120℃、最高80℃的冷热循环，单次循环时间为6h，单次循环温度变化率为±0.67℃/min，并在温度分别为‑120℃和80℃时各保温30min，共进行两个循环，冷热循环的介质为液氮，最终获得高强高成形性镁锂合金板材。

[0065] 参照国标《GB/T16865‑2013变形铝、镁及其加工制品拉伸试验用试样及方法》、《GB/T 4156‑2007金属材料‑薄板和薄带‑埃里克森杯突试验》中的方法对实施例4得到的镁锂合金进行轧制态力学性能测试和杯突试验，结果为：抗拉强度307.1MPa，屈服强度283.6MPa，延伸率49.8％，杯突值为11.3mm。

[0066] 图1为实施例3所述镁锂合金铸态显微组织图，从图1中可以看出，实施例3所得铸态9.2Li‑1Al‑1Zn‑1.5RE‑0.8Ag‑0.05Zr合金晶粒尺寸细小，α‑Mg相和β‑Li相各方向分布均匀，α‑Mg相的成分纯净，第二相均匀的分布在β‑Li相内和两相界面处。

[0067] 图2为实施例3、实施例4所述镁锂合金轧制板室温拉伸应力‑应变曲线图，从图可得出结论：经实施例3和实施例4所述制备方法获得的镁锂合金板材的极限抗拉强度分别为321.7MPa和307.1MPa，其延伸率分别为43.9％和49.8％，二者作为300MPa级合金仍能保持较高的延展性，同时兼顾了合金的强度和成形性。

[0068] 图3为实施例1‑4所述镁锂合金轧制板杯突试验结果，结果表明，实施例1、2、3、4所制备的2mm厚轧制板的杯突值分别为9.7mm、9.1mm、11.1mm、11.3mm，具有良好的胀形成形能力。

[0069] 实施例1、2、3、4所述镁锂合金中各元素的比例及性能如表1所示，从表1中可以看出，四种不同成分的合金在经上述工艺处理后，其极限抗拉强度均能达到300MPa以上，同时具有较高的杯突值，这说明本发明的制备方法能有效兼顾所述合金的强度和成形性能。

[0070] 表1

[0071]

[0072] 应用实例1

[0073] 行李箱作为当代人们搬迁、旅游、出差等的必需品，具有广泛的市场需求。目前市面所售行李箱的材质主要为布质、皮质、塑料、铝合金、钛合金等，布质和皮质行李箱易破损，不防水、不耐脏、且容易变形；塑料行李箱强度不高，无法承载重物，且美观性不如金属行李箱，同时，塑料制品易老化的特点决定了塑料行李箱的使用寿命受限，破损后无法再回收利用；铝合金行李箱质量重、便携性差，为出行增加了负担。钛合金行李箱强度高，耐蚀性好，但是质量更重，制造工艺复杂、成本也高，无法回收再利用，因此性价比不高。

[0074] 本发明实施例3所获得的镁锂合金抗拉强度高达321.7MPa，具有高强度的特点，满3
足行李箱的日常所需；密度仅1.48g/cm ，可实现金属行李箱的大幅减重；延伸率达49.8％，杯突值达11.3mm，可实现镁锂合金行李箱体的冲压成形。

[0075] 采用本发明实施例3镁锂合金作为行李箱的加工材料，相比于布质、皮质和塑料行李箱，强度、美观性、重复利用率等均大幅提高；同时相比于铝合金、钛合金行李箱，其重量大幅减少，且加工回弹量有效降低，加工过程更加环保。将实施例3中所述镁锂合金代替同体积用量的铝合金，所制备的行李箱的中重量减少了1/2以上，具有轻便耐用的特点，给人们出行带来了更好的体验。

[0076] 以上对本发明的具体实施案例进行了描述，需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式。本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。