[發明專利]一種低成本耐熱鎂合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201710105934.5
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106834853B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 王順成;宋東福;李繼林;楊虹
• 申請（專利權）人: 廣東省材料與加工研究所
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22C1/03
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所44216
• 代理人: 劉卉

技術領域

本發明屬于鎂合金技術領域，具體是涉及一種低成本耐熱鎂合金及其制備方法。

背景技術

鎂合金是目前工業應用中最輕的金屬結構材料，具有密度小、比強度和比剛度高、阻尼減震性好、電磁屏蔽效果好等優點，在汽車、摩托車、電子信息、軌道交通、航空航天等領域具有很大的應用潛力。但目前大多數鎂合金的絕對強度仍然較低，這就限制了鎂合金在眾多受力結構件上的應用。特別是當使用溫度或者環境溫度升高時，鎂合金的強度會大幅度下降，又極大地限制了鎂合金在發動機缸體、自動變速箱、曲軸箱、齒輪室蓋、油底殼等發動機和傳動系統結構件上的應用。

稀土是提高鎂合金耐熱性能的有效合金元素，在已開發的耐熱鎂合金中，如EQ21、QE22、WE43、WE54 等通常都含有大量的稀土元素和稀貴金屬，如EQ21合金含1.3～3.0％的稀土、1.3～1.7％的銀、0.4～1.0％的鋯，導致該合金的生產成本是AZ91D鎂合金的4倍以上。再如WE43合金含2.4～4.4％的稀土、3.7～4.3％的釔、0.4～1.0％的鋯，導致該合金的生產成本是AZ91D鎂合金的2倍以上。正是由于這些耐熱鎂合金含有大量的稀土元素和稀貴金屬，導致生產成本較高，極大的限制了這些耐熱鎂合金的應用。因此，開發新型的低成本耐熱鎂合金對于推動鎂合金的應用具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種強度高、耐熱性能好、生產成本低的低成本耐熱鎂合金及其制備方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明所述的低成本耐熱鎂合金，其特點是由以下成分及質量百分比組成：Gd 1.5～2.5%，Y 0.5～1.5%，Al 0.5～1.0%，Zr 0.025～0.05%，C 0.0025～0.005%，B 0.0025～0.005%，Si ≤0.1%，余量為Mg和不可避免的雜質，雜質單個≤0.05%，總量≤0.3%。

優選的，本發明所述的低成本耐熱鎂合金，由以下成分及質量百分比組成：Gd 2.0%，Y 1.2%，Al 0.8%，Zr 0.04%，C 0.004%，B 0.004%，Si ≤0.1%，余量為Mg和不可避免的雜質，雜質單個≤0.05%，總量≤0.3%。

本發明所述的低成本耐熱鎂合金的制備方法，其特點是包括以下步驟：

第一步：選用工業鎂錠、Mg-20Gd合金、Mg-20Y合金和Al-5Zr-0.5C-0.5B合金為原材料；

第二步：在氣體保護和700～760℃條件下加熱熔化工業鎂錠，然后加入占原材料總重量為7.5～12.5%的Mg-20Gd合金和2.5～7.5%的Mg-20Y合金，攪拌熔化成鎂合金液；

第三步：對鎂合金液進行精煉除氣除雜，再加入占原材料總重量為0.5～1%的Al-5Zr-0.5C-0.5B合金，攪拌使鎂合金液的成分均勻；

第四步：在680～740℃條件下將鎂合金液鑄造成鎂合金，得到低成本耐熱鎂合金。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

本發明低成本耐熱鎂合金的室溫抗拉強度大于350MPa，200℃的高溫抗拉強度大于280MPa，300℃的高溫抗拉強度大于200MPa，具有強度高、耐熱性能好的優點，適合于制造發動機缸體、自動變速箱、曲軸箱、齒輪室蓋、油底殼等發動機和傳動系統結構件。另外，相比于現有的EQ21、QE22、WE43、WE54 等耐熱鎂合金，本發明低成本耐熱鎂合金具有更高的室溫和高溫強度，并且含有更少的稀土元素Gd和Y，因此生產成本大幅度降低，有利于耐熱鎂合金的推廣應用，具有廣闊的市場應用前景。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明作進一步的詳細說明。

本發明所述的低成本耐熱鎂合金，由以下成分及質量百分比組成：Gd 1.5～2.5%，Y 0.5～1.5%，Al 0.5～1.0%，Zr 0.025～0.05%，C 0.0025～0.005%，B 0.0025～0.005%，Si ≤0.1%，余量為Mg和不可避免的雜質，雜質單個≤0.05%，總量≤0.3%。

優選的，所述低成本耐熱鎂合金的成分及質量百分比組成為：Gd 2.0%，Y 1.2%，Al 0.8%，Zr 0.04%，C 0.004%，B 0.004%，Si ≤0.1%，余量為Mg和不可避免的雜質，雜質單個≤0.05%，總量≤0.3%。