[發明專利]用于壓鑄的抗蠕變、可延展的鎂合金

有效

• 申請號: 201580036077.7
• 申請日: 2015-06-24
• 公開（公告）號: CN106661682B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: B·布朗芬;N·納加;N·莫斯科維奇;M·科恩
• 申請（專利權）人: 死海鎂金屬有限公司
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02;C22C23/06;B22D17/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸蔚;樊云飛

本發明提供一種基于鎂的合金，其包含2.6?5.5重量％鋁(Al)，2.7?3.5重量％鑭(La)，0.1?1.6重量％鈰(Ce)，0.14?0.50重量％錳(Mn)，0.0003?0.0020重量％鈹(Be)，和任選的最高達0.35重量％鋅(Zn)，最高達0.40重量％錫(Sn)，最高達0.20重量％釹(Nd)和最高達0.10重量％鐠(Pr)，其余是鎂和不可避免的雜質。所述合金適用于高溫應用，其結合了優異的可澆鑄性與出眾的耐腐蝕性以及良好的抗蠕變性、延展性、沖擊強度和導熱性。所述合金特別適用于高壓壓鑄工藝。

發明領域

本發明提供了一組用于高溫應用的基于鎂的合金，所述基于鎂的合金結合了優異的可澆鑄性和良好的抗蠕變、高延展性和沖擊強度，以及出眾的耐腐蝕性。本發明的合金優選專用于高壓壓鑄工藝。本發明提供通過高壓壓鑄以錠料形式制備上述合金的方法。

背景技術

旨在減少車輛重量的鎂合金的使用正逐年增長，這是由于它們特別有利的一系列性質，例如低密度、高強度/重量比、良好的可澆鑄性、易機械加工性和良好的阻尼特性。絕大多數所述增長與由AZ和AM族的市售鎂合金制備的內飾部件有關，所述市售鎂合金僅可在最高達100℃的溫度下操作，因此不能用于動力系統組件，動力系統組件需要在高達150-175℃的溫度下應用。擴展Mg合金在運輸工業中的用途的主要問題與Mg合金的蠕變性能、可澆鑄性、腐蝕性能和成本有關。

市售的Mg-Al-Zn體系的壓鑄鎂合金，例如AZ91D，和Mg-Al-Mn體系的壓鑄鎂合金，例如AM50A和AM60B具有良好的可澆鑄性、改善的耐腐蝕性以及在環境溫度下具有吸引力的機械性質。不過，上述合金顯示在升高的溫度下強度的不足、差的抗蠕變性和差的螺栓負荷保持(bolt load retention)性質。因此，這些合金僅能在低于110℃的溫度下使用。近年來，基于Mg-Al-Ca、Mg-Al-Sr、Mg-Al-Ca-Sr、Mg-Al-Sr-RE和Mg-Al-Ca-Re合金體系，已經開發了幾種抗蠕變鎂合金。應注意，堿土元素如Ca和Sr的使用需要Al含量不少于6％，從而避免與模具粘結以及增加的對熱裂紋的易感性。不過，增加的Al含量導致了抗蠕變性和導熱性的劣化，這兩者對于Mg合金用作LED照明設備外殼的應用是非常重要的性質，該應用在過去五年中以前所未有的速度進入到汽車工業中。對于這樣的應用，可考慮基于Mg-Al-RE合金體系的抗蠕變鎂合金作為有希望的備選者。已開發并闡述了幾種抗蠕變壓鑄Mg-Al-RE合金。FR2090891和DE 2122148涉及一種鎂合金，其含有0.9-6.5重量％Al，0.24-10重量％RE，0-1.5重量％Mn，和常規雜質，其中使用RE元素用作含有50-60％Ce、15-30％La和其余的釹鐠混合物(Didymium)的Ce基混合稀土金屬(mischmetal)，所述釹鐠混合物通常是3:1的Nd和Pr混合物。US 6467527涉及一種用于鎂合金的壓鑄方法，所述鎂合金包含1-10重量％Al，0-1.5重量％Mn，和至少一種選自0.2-5.0重量％RE金屬、0.02-5.0重量％Ca和0.2-10.0重量％Si的合金元素。WO2005/108634闡述了一種鎂合金，其包含1-10重量％Al，1-8重量％RE元素(其中RE元素的40％或更多是Ce)、0-0.5重量％Mn、0.0-1.0重量％Zn、0-3.0重量％Ca和0.0-3.0重量％Sr。EP 1957221公開了鎂合金的壓鑄方法，所述鎂合金包含2.0-6.0重量％Al，3.0-8.0重量％RE元素(其中RE元素的40％或更多是Ce)、0.0-0.5重量％Mn、0.0-1.0重量％Zn、少于0.01重量％Ca、少于0.01重量％Sr，余量為不可避免的雜質。US 2009/0116993闡述了鎂合金，其含有3.0-5.0重量％Al，0.4-2.6重量％Ce，0.4-2.6重量％La，0.2-0.6重量％Mn，其中Fe、Cu和Ni雜質的總量小于0.03重量％。CN 102162053公開了鎂合金的制備，所述鎂合金包含3.0-5.0重量％Al，3.5-4.5重量％Ce基混合稀土金屬和0.08-0.15重量％Ca。CN 102776427涉及一種鎂合金，其包含3.5-4.4重量％Al，0.17-0.25重量％Mn和5.5-6.4重量％RE元素，所述RE元素中Ce、La和Nd分別為35-40重量％、60-55重量％和5重量％。另外，CN 101440450闡述了鎂合金，其含有3.5-4.5重量％Al，1.0-6.0重量％La，0.2-0.6重量％Mn，其中Fe、Cu和Ni雜質的總量小于0.03重量％。CN 104046871公開了一種鎂合金，其包含3.5-4.5重量％Al，2.5-3.5重量％La，1.5-3.0重量％Sm，0.2-0.4重量％Mn，其中Fe、Cu和Ni雜質的總量小于0.03重量％；應注意，昂貴元素Sm的存在使得上述發明不切實際并不適用于工業生產。