[發(fā)明專利]一種稀土鎂合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810582175.6
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108715964B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設計）人: 陳君;李梅菊;陳曉亞;張清;李全安;朱利敏;付三玲;戚堯;史浩鵬
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22C1/03;C22F1/06
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權代理有限公司 41119
• 代理人: 張兵兵

本發(fā)明涉及鎂合金材料領域，具體涉及一種稀土鎂合金及其制備方法。本發(fā)明的稀土鎂合金，由以下質(zhì)量百分比的組分組成：8.0～8.5%Nd，0.5～0.9%Zn，0.6～0.9%Zr，0.3～0.5%Al，4.5～6%重稀土元素，余量為Mg和不可避免的雜質(zhì)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的稀土鎂合金利用多組元合金化的方法，綜合利用稀土元素和其他元素的改善組織和提高性能的作用，顯著提高了鎂合金的阻燃性能及力學性能。

技術領域

本發(fā)明涉及鎂合金材料領域，具體涉及一種稀土鎂合金及其制備方法。

背景技術

在現(xiàn)有金屬結構材料體系中，鎂合金具有較高的比強度和比剛度，此外還具有優(yōu)異的鑄造性能、切削加工性能及較高的阻尼抗振性能，易于回收利用，具有環(huán)保特性，有著非常廣泛的應用前景，深受航空航天、電子通訊以及汽車工業(yè)等行業(yè)的青睞。近年來鎂合金作為結構材料的應用迅速發(fā)展。結構材料一般指的是用于支撐構件、外殼構件的物質(zhì)材料，要求材料具備較高的力學性能并且便于機械加工；另外在一些行業(yè)和技術領域中，要求材料應當具備一定的耐高溫性能。因此在選擇結構材料時對其力學性能和物理性質(zhì)都有較高的要求。

稀土(RE)元素是提高鎂合金室溫和高溫力學性能有效的合金元素，因此向鎂合金中添加RE元素是常用的改善鎂合金性能的方法之一。申請公布號為CN107858575A的中國專利公布了一種鎂合金。該鎂合金成分質(zhì)量百分比為：3.5～6.5％Y，1.5～3.5％Nd，1.5～4％Gd，0～0.5％Zn，0.2～0.7％Zr，0～0.5％Ag，余量為Mg。該合金的強度較高并且耐熱性能良好，但其阻燃性能仍難以滿足需求。

鎂合金抗高溫氧化性較差，非常易燃,并且強韌性不夠理想，二者限制了鎂合金廣泛使用。因此，如何獲得理想的具有阻燃性的高性能鎂合金一直是鎂合金研究領域的一個重要課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種稀土鎂合金，該稀土鎂合金具有較好的阻燃性和力學性能，可以滿足應用需要。

本發(fā)明的目的還在于提供一種上述稀土鎂合金的制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的稀土鎂合金所采用的技術方案是：

一種稀土鎂合金，由以下質(zhì)量百分比的組分組成：8.0～8.5％Nd，0.5～0.9％Zn，0.6～0.9％Zr，0.3～0.5％Al，4.5～6％重稀土元素，余量為Mg和不可避免的雜質(zhì)。

鎂合金中添加RE元素能夠起到固溶強化、析出強化和彌散強化的效果，從而改善了鎂合金的室溫和高溫力學性能，同時高溫環(huán)境下RE元素在鎂合金表面形成RE-O保護膜，能夠提高鎂合金表面氧化膜的高溫穩(wěn)定性從而改善鎂合金的阻燃性能。

本發(fā)明以輕稀土元素Nd為主要添加元素。Nd元素在鎂合金中的固溶度較大，同時可在鎂合金中形成高熔點的金屬間化合物Mg₄₁Nd₅，賦予合金良好的時效析出強化和固溶強化效果。其中Nd的添加量太少則達不到強化和阻燃效果，添加太多則會導致合金比重增大，脆性增大，不利于力學性能的提升。本發(fā)明中Nd元素的添加量以質(zhì)量百分比8.0～8.5％為宜。

本發(fā)明的稀土鎂合金還加入了重稀土元素Y和Gd。重稀土元素Y、Gd在鎂合金的固溶度非常大，能夠促進Nd的固溶和時效析出效果，使高熔點析出相Mg₄₁Nd₅分布更為彌散，強化和阻燃效果更好。本發(fā)明中重稀土元素的添加量以質(zhì)量百分比4.5～6％為宜。優(yōu)選的，重稀土元素Y與Gd的添加質(zhì)量比為1：1～3，根據(jù)Y和Gd在鎂合金中的最大固溶度確定當Y和Gd的添加質(zhì)量比為1：2時具有最好的效果。