[發(fā)明專利]一種汽車零部件用鎂合金及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010506168.1
• 申請日: 2010-10-14
• 公開（公告）號: CN101942590A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊萬福;趙紅亮;李建民;牛金保;段曉輝;牛小亮
• 申請（專利權(quán)）人: 鶴壁金山鎂業(yè)有限公司
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02;C22C1/03
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 徐皂蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鎂合金，特別是涉及一種汽車零部件用鎂合金及其制備方法。

背景技術(shù)

鎂是目前最輕的金屬材料，鎂合金現(xiàn)廣泛的應(yīng)用于汽車制造、航空航天、電子產(chǎn)品、家用電器等行業(yè)。鎂合金不僅具有重量輕、比強度和比剛度高，而且具有鑄造、加工和尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異、易回收等特點，因此被認(rèn)為是21世紀(jì)最具應(yīng)用前景的綠色結(jié)構(gòu)材料。

鎂合金所具有的上述各種優(yōu)點，致使鎂合金近年來在工業(yè)上得到了越來越廣泛的應(yīng)用。其中，又以鎂合金在汽車零部件中的應(yīng)用為重點，用以滿足汽車工業(yè)輕量化的要求。而在汽車零部件生產(chǎn)中，汽車輪轂由于需要具有較高強度和較高塑性的材料，且同時還應(yīng)滿足耐磨、耐腐蝕、高表面光潔度等使用特點，使得就目前現(xiàn)有的鎂合金品種來說，難以找出完全滿足其性能要求的鎂合金品種。

目前，常用的Mg-Al系鎂合金中，AZ91和AM60鎂合金占汽車上鎂合金應(yīng)用總量的90%。AZ91具有較高的強度，但其較低的伸長率局限了AZ91在部分要求高塑韌性的汽車零部件上的應(yīng)用（如汽車輪轂）；AM60是具有較好塑韌性的鎂合金，但AM60由于本身含Al量較低，合金中含Al的二次化合物的析出量有所減少，致使其合金的強度有所降低。所以，雖AM60鎂合金具有良好的塑韌性，而就綜合性能來說，仍不能完全滿足需具有高強高韌性能的汽車零部件的使用要求，尤其在強度方面特別突出。AM60與AZ91相比具有生產(chǎn)成本更低的特點，因此從降低生產(chǎn)成本考慮，擴大AM60鎂合金的使用范圍、提高其應(yīng)用價值，突破目前制約AM60合金應(yīng)用在汽車零部件上的?“瓶頸”以提高其強韌性，研究出可用于汽車零部件的高強高韌鎂合金就顯得尤為有意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服AM系鎂合金的不足，提供一種具有良好組織及優(yōu)異性能，高強、高韌性的汽車零部件用鎂合金及其制備方法。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種汽車零部件用鎂合金，其組分及重量百分?jǐn)?shù)為：Al:5.0～7.0%，Mn:0.24～0.55%，Ti:0.025～0.075%，C:0.00125～0.00375%，RE:0.01～0.03%，雜質(zhì)元素：Zn≤0.22%，Si≤0.10%，Cu≤0.01%，Ni≤0.002%，F(xiàn)e≤0.005%，余量為Mg。?

一種汽車零部件用鎂合金的制備方法，包括如下步驟：

第一步，鋼坩堝加熱至400℃，通入保護氣體SF₆?和CO₂?，5min后加入經(jīng)除表面雜物后的AM60B鎂合金，SF₆流量為40～50ml/min，CO₂流量為0.2～0.3m³/h；

第二步，將Al-Ti-C-RE中間合金經(jīng)150℃~250℃預(yù)熱15~30min；

第三步，將鋼坩堝溫度升至720℃，將添加量占AM60B鎂合金總重量0.5%?~?1.5%的Al-Ti-C-RE中間合金，添加至熔融態(tài)AM60B鎂合金中，?將鋼坩堝溫度升至740℃并保溫5~10min，均勻攪拌；

第四步，將鋼坩堝溫度降至710~720℃，靜置10min~20min后除去表面的氧化物，澆注到金屬模具中。

進一步，所述第四步中，澆注前金屬模具內(nèi)除銹后預(yù)熱至100℃，在金屬模具內(nèi)腔涂上防氧化易脫模的涂料，再預(yù)熱至250℃，通入保護氣體30s~60s，所述保護氣體為SF₆?和CO₂。

進一步，所述第一步中，加入鋼坩堝前AM60B鎂合金先在150~200℃溫度下預(yù)熱0.3h~0.5h。

進一步，所述中間合金Al-Ti-C-RE的化學(xué)成分及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：Al?：92.75%，Ti：?5%，C：?0.25%，RE：?2%。

本發(fā)明的有益效果為：

1、細(xì)化劑采用Al-Ti-C-RE中間合金代替原有的碳質(zhì)材料如六氯乙烷、石蠟、炭黑等，避免了原有的碳質(zhì)材料其因在變質(zhì)過程中放出大量的有毒氣體而對環(huán)境和人體產(chǎn)生的很大的危害；Al-Ti-C-RE不僅對AM60B鎂合金具有很好的細(xì)化變質(zhì)效果，而且成本低、操作簡易，不污染環(huán)境。

2、C、Ti、RE元素以中間合金Al-Ti-C-RE的形式加入，熔化快，吸收率高，制備工藝簡單，實施方便。

3、向AM60B合金中同時加入C、Ti、RE元素，通過細(xì)化和變質(zhì)的雙重作用，不僅可改變α-Mg的枝晶間隙和大小，而且可改變Mg₁₇Al₁₂相數(shù)量、大小、形貌和分布，顯著改善合金組織，提高合金力學(xué)性能。