[發明專利]一種低成本高強韌微稀土變形鎂合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201811375882.4
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109266929B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 趙維民;孟帥舉;董立山;聞晶晶;李其智;劉浩;余暉
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C1/03;C22F1/06
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

1.一種低成本高強韌微稀土變形鎂合金，其特征為該合金為Mg-Bi-Sn-Ca-Nd鎂合金，其化學成分質量百分比為：Bi 2.0~4.5wt%，Sn 2.0~4.5wt%， Ca 0.3~0.8wt%，Nd 0.04~0.1wt%，Bi元素和Sn元素質量比為0.8-1.5:1，且二者含量之和與Ca元素的質量比為8-15:1，其余為鎂及不可避免的雜質；

所述的低成本高強韌微稀土變形鎂合金的制備方法，包括以下步驟：

1) 純Mg錠、純Bi塊、純Sn塊、Mg-Ca中間合金以及Mg-Nd中間合金為原料，經表面預處理后，按所述的鎂合金成分的質量百分比備料；

2) 將純Mg錠放入熔煉爐的坩堝中，設定爐溫710~760℃并保持，待其融化后，依次將預熱到50~70℃的純Bi塊，純Sn塊和預熱到200~250℃的Mg-Ca中間合金以及Mg-Nd中間合金加入到鎂熔液中；保溫5～25分鐘以熔化，然后攪拌5～10分鐘，再保溫靜置5~10分鐘；合金的熔化、攪拌和靜置是在CO₂和SF₆的混合氣體保護下進行的；

3) 采用金屬模鑄造或半連續鑄造，制備成合金鑄錠；合金的澆鑄過程無需氣體保護；

4) 將上步得到的合金鑄錠進行固溶處理，固溶處理溫度為460~500℃，時間為6~12小時；熱處理過程無需氣體保護；

5) 將上步得到的固溶處理后鑄錠切割成相應的坯料并去皮；

6) 將上步得到的坯料在20~30分鐘之內加熱到270~400℃后，放入模具中進行擠壓處理，擠壓變形速度為0.1~15m/min，擠壓比為10~40，擠壓溫度為270~400℃，擠壓加工后進行空冷；

7) 將上步得到的擠壓坯料在30分鐘之內加熱到T₁后，進行n道次降溫軋制加工，道次變形量為20%，最后一道軋制前控制溫度在T_n，中間每道次降溫T℃，軋制加工結束后進行空冷；最后得到所述的高強韌微稀土變形鎂合金材料；其中，T₁₌200~250℃，n=3~5， T_n= 100~150℃，T=(T₁-T_n)/(n-1)。

2. 如權利要求1所述的低成本高強韌微稀土變形鎂合金，其特征為制備方法中所述的CO₂和SF₆的混合氣體的組成為體積比為CO₂：SF₆ ＝50~100：1。

3.如權利要求1所述的低成本高強韌微稀土變形鎂合金，其特征為制備方法中所述的擠壓模具為用于成形棒、板的模具。

4.如權利要求1所述的低成本高強韌微稀土變形鎂合金，其特征為制備方法中所述的模具形狀為用于成形棒或板的軋輥。

5.如權利要求1所述的低成本高強韌微稀土變形鎂合金，其特征為制備方法中所述的步驟2）中的攪拌為機械攪拌或吹氬氣攪拌。

6.如權利要求1所述的低成本高強韌微稀土變形鎂合金，其特征為制備方法中所述的Mg-Ca中間合金為Mg-20Ca中間合金。

7.如權利要求1所述的低成本高強韌微稀土變形鎂合金，其特征為制備方法中所述的Mg-Nd中間合金為Mg-30Nd中間合金。