[發明專利]含微量Al的稀土變形鎂合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201310597670.1
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN104651693A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 馬鳴龍;張奎;李興剛;李永軍;袁家偉;石國梁;張國棟
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22C1/02;C22F1/06
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

1.一種含微量Al元素的稀土變形鎂合金，其重量百分比組成為：Gd：6.5～15.0%，Y：3.0～5.5%，Zn：2.0～4.0%，Nd：0.3～1.5%，Zr：0.3～0.9%，Al：0.4～1.0%，余量為Mg。

2.權利要求1所述的含微量Al元素的稀土變形鎂合金的制備方法，包括如下步驟：

（1）原料準備

按所述的鎂合金成分的重量百分比進行備料；或者采用變形后的稀土鎂合金壓余，經過成分測試，添加Al和/或Zn；

（2）合金熔煉

將預熱爐升溫到300℃～400℃，并將熔化爐升溫到600℃～900℃，同時向上述兩個爐子里通入保護氣體；原料分別在預熱爐中預熱后，加入到預熱的熔煉爐中進行合金熔煉，至完全熔化后，加入超聲設備以及攪拌裝置，對熔液進行機械攪拌及超聲處理；

（3）合金半固態擠壓

攪拌后，將機械攪拌及超聲處理裝置全部取出，熔液倒入半固態擠壓機的腔室內，降溫至600℃～650℃，保溫10min，進行半固態擠壓，擠壓棒材的直徑為10mm～200mm之間；

（4）冷卻及預拉伸處理

將變形后的合金在可循環的80℃～150℃淬火介質中冷卻，當棒料溫度與淬火介質溫度一致時取出；加工成形的棒材進行預拉伸處理，消除殘余應力并矯形，預拉伸變形量為2～5%；

（5）時效強化處理

將淬火后帶有溫度的棒料直接放入時效熱處理爐中進行熱處理，溫度在150℃～250℃之間，時間為8h～100h之間，隨后空冷。

3.根據權利要求2所述的含微量Al元素的稀土變形鎂合金的制備方法，其特征在于在步驟（3）之后，還包括以下步驟：

(3)-A均勻化處理

將棒料出爐溫度控制在500℃±10℃，然后放入預先升溫好的均勻化熱處理爐中，均勻化溫度在500℃～540℃之間，保溫時間在8h～48h；

(3)-B1再變形

進行二次擠壓，擠壓溫度即均勻化溫度，擠壓速度為5mm～15mm/min，擠壓速度與擠壓比呈反比，擠壓比控制量在4～25。

4.根據權利要求2所述的含微量Al元素的稀土變形鎂合金的制備方法，其特征在于在步驟（3）之后，還包括以下步驟：

(3)-A均勻化處理

將棒料出爐溫度控制在500℃±10℃，然后放入預先升溫好的均勻化熱處理爐中，均勻化溫度在500℃～540℃之間，保溫時間在8h～48h；

(3)-B2再變形

均勻化后進行2～5次多向鍛造，變形過程中不降溫，保持溫度在500℃～550℃，每次鍛造后均回爐保溫30min～100min，然后進行擠壓、軋制或直接鍛造成形。

5.根據權利要求2-4中任一項所述的含微量Al元素的稀土變形鎂合金的制備方法，其特征在于：Zr以Mg-Zr中間合金形式加入，所述的Mg-Zr中間合金中，Zr的成分含量為30～40wt%；其他的合金元素均以純金屬形式加入。

6.根據權利要求5所述的含微量Al元素的稀土變形鎂合金的制備方法，其特征在于：按照稀土金屬收得率為85%，Zr收得率為25%，Al收得率為100%，Zn收得率為90%，計算合金元素的加入重量。

7.根據權利要求2-4中任一項所述的含微量Al元素的稀土變形鎂合金的制備方法，其特征在于：所述的預熱爐為電阻爐，所述的熔化爐為可控溫的中頻電磁感應加熱爐；所述的保護氣體為氬氣和134a混合氣體，二者體積比例為20:1。

8.根據權利要求2-4中任一項所述的含微量Al元素的稀土變形鎂合金的制備方法，其特征在于：首先將占總重量50%經預熱后的純鎂錠放入熔煉爐中，完全熔化后加入剩余鎂錠，期間溫度控制在660℃～720℃，保持5min～10min，攪拌并撇除浮渣；當鎂錠完全熔化后緩慢升高熔體溫度，加入預熱的稀土金屬，加入時保證熔體的溫度不低于750℃；當熔體中稀土金屬完全溶化后緩慢升高熔體溫度，加入預熱的Mg-Zr中間合金，加入時保證熔體溫度在800℃～850℃之間；再加入預熱的Al，加入時熔體溫度在800℃以上，充分攪拌熔體，在800℃保溫30min，然后降溫至750℃；加入Zn，充分攪拌，保證液體溫度不低于750℃。