[發明專利]一種提高MgAlMn2Ni合金性能的退火工藝

在審

• 申請號: 201410295083.1
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN105274455A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發明（設計）人: 孟源
• 申請（專利權）人: 孟源
• 主分類號: C22F1/047
• 分類號: C22F1/047
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明涉及一種MgAlMn2Ni合金的制備工藝，特別涉及一種提高MgAlMn2Ni合金性能的退火工藝。

背景技術

鋁的應用在金屬中十分廣闊，僅次于鋼鐵，而且含量排位在首位的金屬元素，因而被稱為第二大類金屬材料。7B50鋁合金市場前景好、技術含量高、有發展后勁、能形成產業并對我省產業結構調整發揮重要作用。同時能保持性能、經濟、環境、資源的協調平衡。是世界范圍內推廣和發展的方向，具有重要的社會效益和環境效益。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種提高MgAlMn2Ni合金性能的退火工藝，以獲得性能優異的MgAlMn2Ni合金。

本發明的技術方案是：一種提高MgAlMn2Ni合金性能的退火工藝，包含以下步驟：第一步，將化學組成質量分數:63.1%La，26.0%Ce，2.7%Pr和8.2%Nd和純度均高于99.8%的金屬N、Mn、Al和Mg按化學計量比進行配料，采用真空感應熔煉方法分別制備Mm(NiCoMnAl)5和Mg2Ni合金;第二步，按設計的質量比95：5將兩種合金稱量并混合，再采用真空感應熔煉方法重熔制備質量分數Mm(NiCoMnAl)5/5%Mg2Ni鑄態復合合金,熔煉時，取鑄態復合合金放入石英玻璃管中，抽真空、充氬氣、封管后進行退火熱處理，退火溫度分別為1023-1223K，退火時間為10h，退火后合金樣品隨爐冷卻，獲得退火態合金。

退火溫度為1023K。

本發明的有益效果：通過對退火前后MgAlMn2Ni合金的相結構和電化學性能研究，得出以下結論:

(1)鑄態MgAlMn2Ni合金由LaNi5相和少量的Mg2Ni相組成。而復合合金經退火處理后，合金中除了LaNi5相外，還出現了新相(La，Mg)Ni3。隨退火溫度的升高，由于Mg元素的減少，退火合金中新相(La，Mg)Ni3的含量減少。退火后，合金成分、組織更加均勻，合金內微觀應變、晶格缺陷減小。

(2)與鑄態MgAlMn2Ni合金相比，退火態合金的活化性能得到明顯的改善。隨退火溫度的升高，合金的最大放電容量和高倍率放電性能均呈現出先增加后減少的變化規律，退火溫度為1023K時，合金的以上性能均達到最佳。合金的容量保持率隨退火溫度的升高呈單調增加。

附圖說明

圖1為鑄態和退火態MgAlMn2Ni合金的SEM照片。

具體實施方式

采用二步熔煉法制備MgAlMn2Ni合金。第一步，將混合稀土Mm(化學組成:63．1%(質量分數)La，26．0%(質量分數)Ce，2．7%(質量分數)Pr和8．2%(質量分數)Nd)和純度均高于99．8%的金屬(N、Mn、Al和Mg)按化學計量比進行配料，采用真空感應熔煉方法分別制備Mm(NiCoMnAl)5和Mg2Ni合金。第二步，按設計的質量比95∶5將兩種合金稱量并混合，再采用真空感應熔煉方法重熔制備Mm(NiCoMnAl)5/5%(質量分數)Mg2Ni鑄態復合合金。熔煉時，考慮Mm和Mg燒損和揮發。取鑄態復合合金放入石英玻璃管中，抽真空、充氬氣、封管后進行退火熱處理，退火溫度分別為1023、1123和1223K，退火時間為10h，退火后合金樣品隨爐冷卻，獲得退火態合金。使用美國PerkinElmer公司生產的OPTIMA7000V型電感耦合等離子發射光譜儀(ICP)檢驗手段測定合金成分組成。合金的物相分析在荷蘭Philips公司生產的PW1830型X射線衍射儀上進行，測試條件:Cu靶Kα射線，連續掃描，掃描速率1°/min，掃描范圍為20～80°。采用Jade5.0軟件進行點陣參數計算。日本日立公司生產的SU8010型冷場發射掃描電鏡(SEM)分析合金的組織形貌。合金電化學性能測試在開口三電極測試系統中進行。

2合金微觀組織和相結構

圖1為鑄態和退火態MgAlMn2Ni合金的SEM照片。由圖1可看出，鑄態合金組織和成分不夠均勻，合金相無法區分;而退火合金隨退火溫度提高其組織和成分逐漸均勻化，退火合金由基體CaCu5型相(淺灰色區域α)和少量的PuNi型相(深色區域β)組成。

60次循環后退火態合金的容量保持率明顯高于鑄態合金。而且合金的容量保持率隨退火溫度的升高而單調增加，這說明退火處理有利于合金循環穩定性的改善。循環穩定性的改善主要歸因于以下兩個方面:(1)退火處理導致合金成分更加均勻，均勻的合金成分將抑制合金顆粒粉化，從而提高了合金的抗粉化能力有利于合金循環穩定性。