[發明專利]一種耐腐蝕高強度稀土鎂合金及其制造工藝

無效

• 申請號: 200910170003.9
• 申請日: 2009-09-01
• 公開（公告）號: CN101643873A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 李揚德
• 申請（專利權）人: 李揚德
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22C1/03;C22C1/06
• 代理公司: 東莞市科安知識產權代理事務所
• 代理人: 周后俊

技術領域：

本發明屬于鎂合金稀土合金化領域，特別涉及到一種耐腐蝕高強度稀土鎂合金的合金配比及其合金化工藝。

背景技術：

鎂密度低(1.74g/cm³)，是工業實用金屬結構材料中最輕的金屬。鎂及其合金的突出特點如下：鎂是地球表面第六種最豐富的金屬，鎂的原子序數為12，相對原子質量為24.32，晶體結構為密排六方(hcp結構)，鎂的熔點為650℃，在20℃時的密度為1.738g/cm³，這一特性是鎂合金在結構材料中應用的基礎。鎂合金作為結構材料具有以下優點：重量輕、比強度高、吸震性能高、良好的鑄造性能、模鑄生產率高、良好的切削性能產、再生性、高散熱性、抗電磁干擾、對環境友好。

由于鎂合金具有如上特點，在20世紀20年代到二次世界大戰結束期間得到迅速發展，由于飛行器及賽車的興起以及對減輕重量的要求，鎂合金在汽車及航空器上的應用較多，相繼開發了AZ91及Mg-Zn-Zr合金，直到現在，這些合金仍廣泛使用。70年代初，由于世界范圍內的石油危機，汽車制造商們又轉向尋求利用鎂合金制造汽車部件，以減輕車重，降低油耗，此間開發了耐熱的AS41及AS21合金；90年代開始，由于各國環保部門對汽車尾氣排放的限制，鎂合金在汽車上的應用急劇增加；同時AVCC(Audio?VideoComputer?Communication)產業的發展，要求部件具有減震、導熱、耐沖擊性，鎂合金作為AVCC的外殼部件材料有取代工程塑料之勢。預計未來，隨著鎂合金生產技術的發展，鎂合金在汽車、電子、航空領域的應用會逐步擴大。

雖然鎂合金具有上述眾多的優點，但是鎂合金也存在著一些缺點限制了它的廣泛使用。

(1)耐腐蝕性差。鎂合金的化學性質活潑，在潮濕的環境下很容易腐蝕，這使得鎂合金對應用環境有較高的要求，這是限制鎂合金普遍應用的主要原因之。

(2)塑性差。鎂具有的密排六方晶格結構使得鎂合金的塑性差難以變形加工，因而大部分鎂制品都是由壓鑄成型，限制鎂合金在工業構件領域的廣泛應用。

(3)耐熱性差。鎂合金的熔點比較低，通用的Mg-Al合金的工作溫度一般不能超過120℃，而諸如汽車動力部件之類的高溫部件的工作溫度將達到150℃，這已超過了常用鎂合金的工作溫度范圍，限制了鎂合金在較高溫度下的應用。

發明內容：

本發明的目的之一在于提供一種耐腐蝕高強度的稀土鎂合金。

本發明實現其目的采用的技術方案是：一種耐腐蝕高強度的稀土鎂合金，所述稀土鎂合金中鎂合金(包括其雜質)的質量百分比為96％～99.8％，稀土的質量百分比為0.2％～4％。

本實用新型采用上述結構后，所述的稀土為Ce和Y，其中Ce占稀土鎂合金總質量的百分比為0.1％～2％；Y占稀土鎂合金總質量的百分比為0.1％～2％。

所述鎂合金中各合金成分及其占稀土鎂合金總質量的百分比分別為：Al：8.5％～9.5％；Zn：0.4％～1％；Mn：0.2％～0.5％；雜質：0～0.0251％；余量為Mg。

本發明的另一個目的在于提供一種耐腐蝕高強度稀土鎂合金的合金化工藝。

該制造工藝包含如下操作：

A.鎂合金表面打磨去氧化皮；

B.將鎂合金、Mg-Ce中間合金、Mg-Y中間合金分別放入烘箱中預熱；

C.在坩鍋內壁上噴涂料，并進行預熱；

D.將預熱好的鎂合金放入坩鍋中，待溫度升至330℃-370℃時，通入混合保護氣體SF₆和N₂，繼續升溫至650℃-680℃時，通入氬氣，待合金熔化后，添加經過預熱的Mg-Ce中間合金、Mg-Y中間合金，待裝入的所有合金全部融化后，升溫至720℃-780℃，進行攪拌、打渣，并再進行氬氣精煉，然后靜置，至鎂液呈現光亮的鏡面時為止；

E.將合金液快速澆注在已經預熱的金屬模具中。

其中，所述混合保護氣體SF₆和N₂中SF₆的濃度最佳控制在0.01％～1％之間。

所述操作C中所用涂料中各組分的質量配比為10％±1％滑石粉、5％±1％硼酸、2.4％±1％水玻璃以及余量的水，預熱至涂料呈暗紅色。

所述操作D中經過預熱的Mg-Ce中間合金、Mg-Y中間合金的溫度控制在130℃-170℃。