[發(fā)明專利]含鈰、鑭的AE系耐熱壓鑄鎂合金

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710056279.5
• 申請日: 2007-11-06
• 公開（公告）號: CN101158002A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟健;張景懷;唐定驤;張德平;房大慶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 馬守忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及含鈰、鑭的AE系耐熱壓鑄鎂合金，屬于鎂合金材料類領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，由于環(huán)保壓力和節(jié)能意識的增強(qiáng)，以Mg-Al基合金為主的輕質(zhì)壓鑄鎂合金在汽車上得到推廣應(yīng)用。然而與鋁合金相比，鎂合金的應(yīng)用還有很大差距，其原因之一是缺乏足夠的高溫性能。目前廣泛應(yīng)用的AZ、AM系列壓鑄鎂合金長期使用溫度不能超過120℃，使其無法用于制造對高溫蠕變性能要求高的汽車傳動部件，因此極大的阻礙了鎂合金的進(jìn)一步應(yīng)用。基于此，稀土、堿土元素被引進(jìn)到Mg-Al基合金開發(fā)具有高溫抗蠕變性能的鎂合金，然而目前開發(fā)的此類耐熱鎂合金仍存在一些問題。Mg-Al-Ca(AX)和Mg-Al-Sr(AJ)合金主要存在容易產(chǎn)生熱裂，合金塑性較差等缺點；已經(jīng)開發(fā)的Mg-Al-RE(AE)合金中使用的稀土為富鈰混合稀土(包括La、Ce、Pr、Nd)，然而目前Pr、Nd價格一直在上漲，使得此類AE系合金成本提高，另外，目前開發(fā)的耐熱鎂合金其力學(xué)性能也有待提高。

稀土做為改善傳統(tǒng)鎂合金耐熱性能和開發(fā)新型耐熱鎂合金的合金化(微合金化)元素已被國內(nèi)外研究單位和生產(chǎn)廠家認(rèn)可，所使用的稀土包括單一純凈稀土(如Nd、Y、Gd)和混合稀土，目前使用最多的混合稀土為富鈰混合稀土，主要成分為La、Ce、Pr、Nd；富釔混合稀土，主要成分為Y、Ho、Er、Gd；鐠釹混合稀土，主要成分為Pr和Nd。然而目前大量積壓的是另一種比上述稀土更廉價的鈰鑭混合稀土。因此開發(fā)鈰鑭混合稀土的應(yīng)用市場迫在眉睫，對稀土的綜合利用和平衡發(fā)展具有重要意義。

由于鑭和鈰的特殊化學(xué)活性，加入鎂合金中都能產(chǎn)生“四化”作用，即凈化、活化、細(xì)化和合金化/微合金化作用，鑭和其它稀土元素相比對合金具有更好的除雜(除氫和氧化物夾雜)凈化作用；鈰相對鑭在鎂合金中具有較高的固溶度和更好的細(xì)化合金組織的作用。鑭和鈰對鎂合金綜合性能提升已經(jīng)得到廣大研究者的認(rèn)可。組合利用鈰鑭稀土，發(fā)揮它們的各自優(yōu)勢，開發(fā)出新型高性能稀土鎂合金，有利于解決鈰鑭混合稀土資源大量積壓問題，緩解資源的產(chǎn)需矛盾、產(chǎn)銷不平衡問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前壓鑄鎂合金的弱點，提供含鈰、鑭的AE系耐熱壓鑄鎂合金。該合金具有成本低，耐熱性能優(yōu)良的特點，長期使用溫度可達(dá)到200℃。

含鈰、鑭的AE系耐熱壓鑄鎂合金，其成分及質(zhì)量百分比配比為：Al：3％～5％，Ce：0.4％～2.6％，La：0.4％～2.6％，Mn：0.2％～0.6％，雜質(zhì)元素Fe、Cu和Ni的總量小于0.03％，余量為鎂。

本發(fā)明的含鈰、鑭的AE系耐熱壓鑄鎂合金的制備方法：

首先按配比稱料，將純鎂、鋁、鋁錳中間合金和鎂-鈰鑭中間合金預(yù)熱到200℃，然后將純鎂、鋁、鋁錳中間合金放入預(yù)熱到300℃的坩鍋中，并通入SF₆∶CO₂體積比為1∶100的保護(hù)氣體，等加入的爐料完全熔化后，當(dāng)熔體溫度達(dá)到720℃～740℃時加入鎂-鈰鑭中間合金，并繼續(xù)通保護(hù)氣體，加入鎂-鈰鑭中間合金熔化后，當(dāng)溫度回升到720～740℃時攪拌5～10分鐘，然后通氬氣精煉5～10分鐘，精煉后靜置28-32分鐘，將熔體冷卻到680℃～700℃，在500KN鎖模力的冷室壓鑄機(jī)上進(jìn)行壓鑄，得到含鈰、鑭的AE系耐熱壓鑄鎂合金；所述的鎂-鈰鑭中間合金中所用的鈰、鑭是用將普通富鈰混合稀土中價值高的Nd、Pr分離出去剩余的廉價的鈰鑭混合稀土作為原料。

本發(fā)明的特點和有益效果：