[發(fā)明專利]一種耐熱變形鎂合金

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710024637.4
• 申請(qǐng)日: 2007-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN101078077A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶衛(wèi)建;佟龍福;王殊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京云海特種金屬股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C23/02
• 分類號(hào): C22C23/02
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 湯志武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鎂合金生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐熱變形鎂合金。

背景技術(shù)

AZ31合金是目前最常用的商用變形鎂合金，這與其可擠壓性能高和良好的綜合力學(xué)性是分不開的，但是AZ31合金具有顯著的屈服各向異性和較窄的加工區(qū)間，而且其屈服強(qiáng)度低，隨著擠壓速度的增大，擠壓過程中產(chǎn)生的溫度也升高，而使得在模具出口處的溫度急劇上升，這樣會(huì)造成擠壓終了產(chǎn)品顯著的晶粒長(zhǎng)大。AZ31合金中的強(qiáng)化相只有Mg₁₇Al₁₂，由于其較低的高溫穩(wěn)定性，在擠壓過程中會(huì)熔解掉，并不能形成足夠的釘扎以阻止晶粒的長(zhǎng)大。

對(duì)于AZ31合金，其力學(xué)性能通常隨著溫度升高而急劇惡化，故其高溫蠕變性能較差，不能在較高的溫度工作環(huán)境中使用。目前，隨著科技的日益發(fā)展，要求鎂合金不但在常溫下具有良好的力學(xué)性能，同時(shí)還需要其在高溫狀態(tài)下仍然要保持良好的力學(xué)性能以及具有較好的高溫蠕變性能，才能更適合其在民用工業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有AZ31鎂合金的高溫力學(xué)性能較差以及晶粒粗大的問題，提供一種細(xì)晶的耐熱變形鎂合金，以進(jìn)一步滿足對(duì)鎂合金材料上述性能有更高技術(shù)要求的生產(chǎn)。

本發(fā)明各組分的重量百分比為：Al：2.5～4.5％；Mn：0.2～0.5％、Zn：0.6～1.4％；Ce：0.5～1.5％、Sr：0.01～0.5％、Si：≤0.05％、Fe：≤0.004％、Cu：≤0.01％、Ni：≤0.002％，余量為Mg。

本發(fā)明的制備方法包括如下步驟：

1、將工業(yè)鎂錠、鋁錠、鋅錠投入已準(zhǔn)備好的干凈的坩堝中加底熔劑熔化，底熔劑的用量約占爐料質(zhì)量的1.5～2.5％，過程中撒入覆蓋劑以防止燃燒，覆蓋劑的用量約占爐料質(zhì)量的0.3～0.5％，整個(gè)熔化過程時(shí)間控制在2～6h，且鎂液最終溫度控制在670～690℃；

2、熔化結(jié)束后，向鎂液中吹氬氣，并采用機(jī)械攪拌，同時(shí)加精煉劑與氯化錳進(jìn)行精煉，精煉劑的用量約占爐料質(zhì)量的1.5～2.5％，時(shí)間控制在45min，溫度控制在690～720℃；

3、精煉結(jié)束后，鎂合金液控制在700～720℃時(shí)加入稀土元素鈰和金屬鍶，時(shí)間控制在10min，溫度控制在700～720℃；

4、結(jié)束后靜置降溫，使熔劑和夾雜物沉降，時(shí)間控制在30min，溫度控制在660～680℃；

5、最后在660～680℃溫度條件下，并在保護(hù)氣氛中進(jìn)行澆注，保護(hù)氣氛通常為SF₆、CO₂、N₂、SO₂、干燥空氣混合氣體或混合氣體保護(hù)氣氛。

現(xiàn)有所有用于鎂合金制備工藝的底熔劑、覆蓋劑、精煉劑均可在本發(fā)明制備過程中使用。

本發(fā)明通過添加稀土元素鈰，通過鈰和鎂形成的耐熱相組織，可以有效地釘扎住晶界以及晶內(nèi)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，成為阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和晶粒變形的重要阻礙，保持了高溫下材料有較高的位錯(cuò)，提高了高溫下合金的強(qiáng)度。

本發(fā)明通過添加稀土元素鈰，通過與鎂形成化合物，細(xì)小彌散分布在基體中，起到強(qiáng)化合金和細(xì)化組織的作用。

本發(fā)明通過添加稀土元素鈰，通過析出相強(qiáng)化和晶界相相互作用使其抗蠕變性能顯著提高。同時(shí)三價(jià)稀土元素提高了電子濃度，可以增強(qiáng)鎂合金原子間的結(jié)合里，減小了鎂在200～300℃的原子擴(kuò)散速度。

本發(fā)明通過添加金屬鍶，可明顯細(xì)化顯微組織，減少了合金熔體的表面張力，從而有利于合金液的補(bǔ)縮能力。

本發(fā)明通過添加金屬鍶，通過鍶的固氫作用減少氣體的析出亦可以減少顯微縮松，增加鑄件的致密度。

本發(fā)明通過同時(shí)添加稀土元素鈰和金屬鍶，其復(fù)合處理能顯著細(xì)化合金的組織，并對(duì)Mg₁₇Al₁₂相產(chǎn)生變質(zhì)作用，通過對(duì)合金組織的細(xì)化和對(duì)Mg₁₇Al₁₂相的變質(zhì)有抑制裂紋形成或延緩裂紋擴(kuò)展的作用。

本發(fā)明通過同時(shí)添加稀土元素和金屬鍶，其復(fù)合處理顯著提高合金的室溫力學(xué)性能。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

實(shí)施例1：