[發明專利]Mg-Al基合金的鋁鈷晶粒細化劑及其制備方法和使用方法

無效

• 申請號: 200910187864.8
• 申請日: 2009-10-14
• 公開（公告）號: CN101693957A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 秦高梧;任玉平;裴文利;郝士明;蔣敏;李洪曉;左良
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C1/06
• 分類號: C22C1/06;C22C19/07;C22C1/02;C22C21/06;C22C23/02;C22C30/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

技術領域

本發明涉及一種晶粒細化劑及其制備方法和使用方法，具體涉及一種Mg-Al基合金的鋁鈷晶粒細化劑及其制備方法和使用方法。

背景技術

鎂合金雖然在交通、航空航天及通訊諸領域有著廣闊的應用前景，但要擴大鎂合金的應用范圍，還必須解決鎂及其合金自身存在的問題。鎂及其合金基體為密排六方結構，室溫下只有一個基面滑移系，室溫變形能力差，難以加工成形；鎂的化學性質活潑，標準電極電位很低，形成的自然氧化膜不夠致密，故鎂合金耐蝕性很差；鎂合金的室溫強度低，鑄造鎂合金的抗拉強度不足300MPa，變形鎂合金強度不足400MPa，不能滿足承力件的性能要求。而晶粒細化是解決上述問題，提高鑄態鎂合金及其綜合性能的重要手段。

目前，Mg-Al基合金晶粒細化的方法有很多種，如過熱法，碳質孕育法，微合金化等。普遍采用的碳質孕育法是往鎂合金中添加C₂Cl₆或CCl₄，這些變質劑在加入后產生氯氣，對環境和人體產生嚴重的危害，而且在很短時間內(20～30min)其細化效果就容易褪化，需要進行二次變質處理。一些研究者還通過加入Mg-Al-C、Al-C、Al-Ti-C中間合金，加入純Al₄C₃、SiC粒子等方式細化Mg-Al基合金，但這些合金和粒子制備工藝較為復雜。

發明內容

針對現有Mg-Al基合金的晶粒細化劑制備工藝復雜的問題，本發明提供一種Mg-Al基合金的鋁鈷晶粒細化劑及其制備方法和使用方法。

本發明的鋁鈷晶粒細化劑的成分按重量百分比為Al?20～34％，Co?66～80％，粒徑為25～35μm。

1、將金屬鋁和金屬鈷按重量百分比為Al?20～34％，Co?66～80％配料，獲得混合金屬。

2、對混合金屬進行清洗，清洗方法是將混合金屬在頻率為40～60KHz的超聲波條件下，用有機溶劑乙醇或丙酮清洗，清洗時間為3～5min。

3、將清洗后的混合金屬置于電弧爐中，對電弧爐抽真空，再充入氬氣至電弧爐內氣壓為0.02～0.04MPa；其中電弧爐抽真空要求氣壓為1×10^-3～5×10^-3MPa。對混合金屬進行四次熔煉，熔煉時施加的電壓為20～45V，電流為200～350A，每次熔煉用時2～3min。將熔煉后的合金物理破碎成粒徑為25～35μm的顆粒，獲得鋁鈷晶粒細化劑。

本發明的鋁鈷晶粒細化劑的使用方法為：

熔煉Mg-Al基合金時，在Mg-Al基合金熔液溫度為700～750℃條件下，將用鋁箔包裹的鋁鈷晶粒細化劑置于Mg-Al基合金熔液中，然后攪拌均勻后靜置20～60min，鋁鈷晶粒細化劑的加入量為Mg-Al基合金熔液總重量的0.5～2.5％。

靜置結束后除渣、澆注，獲得的Mg-Al基合金的晶粒平均細化率為50％左右。

本發明的制備方法獲得的鋁鈷晶粒細化劑為塊狀鋁鈷中間合金產品。本發明的產品制備方法及使用方法簡單，產品的添加量和細化效果易于控制，以微量加入可達到很好細化的目的，且細化效果在1h內不發生褪化。

附圖說明

圖1為本發明實施例1中制備的鋁鈷晶粒細化劑的X射線衍射圖譜，圖中a為鋁鈷相。

圖2為本發明實施例1中的0#AZ31鎂鋁基合金的金相顯微照片。

圖3為本發明實施例1中的1#AZ31鎂鋁基合金的金相顯微照片。

圖4為本發明實施例1中的2#AZ31鎂鋁基合金的金相顯微照片。

圖5為本發明實施例1中的3#AZ31鎂鋁基合金的金相顯微照片。

圖6為本發明實施例1中的4#AZ31鎂鋁基合金的金相顯微照片。

圖7為本發明實施例1中的5#AZ31鎂鋁基合金的金相顯微照片。

具體實施方式

本發明實施例中采用的金屬鋁的重量純度≥99.99％，金屬鈷的重量純度≥99.88％，金屬鋅的重量純度≥99.99％，金屬鎂的重量純度≥99.95％。

本發明實施例中采用的乙醇為工業酒精，采用的丙酮為工業用丙酮。

本發明實施例中采用的超聲波設備型號為KUDOS-SK3300LHC。

本發明實施例中采用的密閉容器為石英管。

本發明實施例中采用的電阻爐為MRL-8型井式電阻爐。

本發明實施例中采用的坩堝為高強石墨坩堝。

本發明實施例中采用的角磨機為德國威固VG100DE型角磨機，工作條件為500r/min。

實施例1