[發明專利]一種鎂合金及其制備方法

有效

• 申請號: 200610144003.8
• 申請日: 2006-11-23
• 公開（公告）號: CN101191168A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 馬志新;李德富;張家振;李彥利
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22C1/03;C22F1/06
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 耿小強

技術領域

本發明涉及一種鎂合金及其制備方法，特別涉及一種高強度、高韌性、耐高溫的稀土鎂合金及其制備方法。

背景技術

鎂合金密度大約為1.74g/cm³，是鋼的1/4，鋁的2/3，是迄今為止實用金屬結構材料中密度最小的一種金屬。與鋼和鋁合金相比，鎂合金具有高的比強度及比剛度、導熱導電性、電磁屏蔽性，良好的阻尼減震性以及環境相容性好等優點，已在消費性電子產品、汽車、摩托車以及航空航天等領域得到廣泛應用。但是，普通鎂合金的室溫強度低、韌性差，耐高溫和耐腐蝕性能差，限制了其在更廣闊領域的推廣和應用。

研制一種高強度、高韌性、耐高溫和密度小的鎂合金就成為本技術領域急需要解決的難題。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種高強度、高韌性、耐高溫和小密度的鎂合金。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種鎂合金，其成份及含量為：Gd7～11重量％，Y2～5重量％，Zr0.3～0.6重量％，Zn0～1.0重量％，其余為Mg。

一種優選技術方案，其特征在于：所述鎂合金的雜質的總含量≤0.30重量％。

一種優選技術方案，其特征在于：所述雜質為Fe、Si、Ni、Cu、Ca、Na元素中的一種或幾種。

一種優選技術方案，其特征在于：所述雜質Fe和Ni的含量均≤0.004重量％，Si和Cu的含量均≤0.05重量％。

一種優選技術方案，其特征在于：所述Gd的含量為8～10重量％，Y的含量為3～4重量％，Zr的含量為0.4～0.6重量％，Zn的最佳含量為0～1.0重量％。

本發明的另一個目的是提供上述鎂合金的制備方法。

一種鎂合金的制備方法，該方法包括下述步驟：

(1)、在石墨坩堝內壁及底部均勻地撒上一層鎂合金表面阻燃覆蓋劑；

(2)、加入鎂錠，升溫至熔化，當熔液溫度達740～760℃時，按比例加入Gd、Y，攪拌5～8min；按比例加入Zr和Mg-Zr中間合金，攪拌5～8min，完全熔化后澆注；

(3)、將溫度升溫10-20℃，攪拌熔液8～10min，使熔液自下而上翻滾，不得飛濺，并不斷在熔液的波峰上撒以鎂合金精煉劑；精煉劑的用量為爐料重量的1.5％～2.0％；精煉結束后，將熔液升溫20-30℃，保溫靜置15～20min，制成鎂合金熔體；

(4)、將制好的鎂合金熔體澆注到鋼制模具中，制成鎂合金鑄錠；

(5)、將制好的鎂合金鑄錠放入熱處理爐中進行固溶，加熱溫度480～530℃，保溫時間10～16h，空氣中冷卻，然后在車床上車去鑄錠表面氧化層，制成擠壓坯料；

(6)、將制好的擠壓坯料進行變形加工；

(7)、對步驟(6)經變形加工后的型材進行人工時效，制得高強度、高韌性、耐高溫和小密度鎂合金材料。

一種優選技術方案，其特征在于：所述步驟(1)中的所述鎂合金表面阻燃覆蓋劑包括：氯化鎂38～46重量份，氯化鉀32～40重量份，氯化鋇5～8重量份，氟化鈣3～5重量份。

一種優選技術方案，其特征在于：所述步驟(3)中的所述鎂合金精煉劑包括：氯化鉀54～56重量份，氯化鋇14～16重量份，氟化鈣1.5～2.5重量份，氯化鈣27～29重量份。

一種優選技術方案，其特征在于：所述步驟(6)中的變形加工為擠壓、鍛造或軋制。

一種優選技術方案，其特征在于：所述擠壓步驟為：將制好的擠壓坯料加熱到350～420℃，進行擠壓，擠壓筒溫度280～350℃，擠壓比15～25，制成擠壓棒材。

一種優選技術方案，其特征在于：所述步驟(7)中的人工時效工藝為：溫度220～250℃，保溫10～16h，空氣中冷卻，得鎂合金。

一種優選技術方案，其特征在于：所述步驟(7)中的人工時效工藝為：先將擠壓棒材加熱到150～200℃，保溫6～16h，進行第一級時效；然后再將擠壓棒材升溫至300～350℃，保溫3～10h，進行第二級時效，空氣中冷卻，得鎂合金。

本發明制成的高強韌性耐熱鎂合金的密度≤1.93g/cm³。

本發明中稀土金屬的加入不僅能夠顯著提高鎂合金的室溫強韌性和耐熱性，而且還能改善合金的鑄造性能和耐腐蝕性能，同時還能保持鎂合金密度小的優點，為鎂合金應用領域的擴大創造了條件。

具體實施方式