[發明專利]適于低壓鑄造的高強韌耐熱Mg-Gd-Er合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201910250344.0
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109881065B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 劉子利;葉兵;劉希琴;丁文江;蔣海燕
• 申請（專利權）人: 鳳陽愛爾思輕合金精密成型有限公司;南京航空航天大學
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22C23/04;C22C1/03;C22C1/06;B22D18/04;C22F1/06;C22F1/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 朱林

1.適于低壓鑄造的高強韌耐熱Mg-Gd-Er合金，其特征在于包括如下質量百分比的元素：3.0～7.0%RE、1.2～4.2%Zn、0.5～1.2%Al、0.1～0.3%Mn、0.01～0.08%M, 余量為Mg和其他不可避免的雜質；其中，RE為Gd和Er的組合，M為Ti、B中的一種或兩種；Zn/RE質量比為0.2～0.6，其中，Gd/Er的質量比為0.25～4；(Zn+Al)/RE質量比為0.3～0.8；

所述的適于低壓鑄造的高強韌耐熱Mg-Gd-Er合金的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）按上述Mg-Gd-Er合金成分及化學計量比，計算工業純鎂錠、工業純鋅、工業純鋁錠、Mg-Gd中間合金、Mg-Er中間合金、Mg-Mn中間合金、Al-Ti中間合金、Al-Ti-B中間合金和Al-B中間合金的用量；將工業純鎂錠、工業純鋅、工業純鋁錠、Mg-Gd中間合金、Mg-Er中間合金和Mg-Mn中間合金均去除氧化層并烘干預熱至200℃；

（2）將占坩堝高度25%的工業純鎂錠熔化成熔池后，通入保護氣體，加入剩余鎂錠；

（3）待鎂錠全部熔化后，升溫至700℃，將工業純鋅和Mg-Gd、Mg-Er和Mg-Mn中間合金分多次加入，并保持溫度恒定在700℃，進行攪拌直至全部熔化，并保溫30min；

（4）低壓鑄造前40～60min，升溫至730℃，待依次加入的工業純鋁錠、Al-Ti中間合金、Al-Ti-B中間合金、Al-B中間合金全部熔化后，加入精煉劑進行精煉，將爐溫升至750℃保溫靜置10～20min，促進夾雜沉降，得到鎂合金熔體；

（5）將所述的鎂合金熔體降溫至720～740℃之間進行除渣，預熱砂型鑄型溫度至25～150℃或預熱金屬型模具溫度至180～250℃；低壓鑄造過程通過比例閥進行控制和分級加壓，低壓鑄造過程包括：升液、充型、增壓、保壓、卸壓階段，其中，升液階段的壓力均勻升高至0.02-0.05MPa，加壓時間控制在5～8s；充型階段的壓力均勻升高至0.08MPa，金屬液在壓力下充滿鑄型型腔；增壓階段的壓力均勻升高至0.1MPa，加壓時間控制在10～15s；保壓階段的保壓時間控制在200～300s；卸壓后取出所制備的鑄態高強韌耐熱鑄造Mg-Gd-Er合金；

（6）對低壓鑄造所得的鑄態合金依次進行二級固溶處理、人工時效處理獲得所需的高強韌耐熱Mg-Y合金；

所述二級固溶處理工藝參數為：第一級固溶溫度480～490℃，保溫時間36～48h；第二級固溶溫度535～545℃，保溫時間 1～2h；

所述人工時效處理工藝參數：時效溫度185～215℃，保溫時間12～36h。

2.如權利要求1所述的適于低壓鑄造的高強韌耐熱Mg-Gd-Er合金，其特征在于：所述Mg-Gd中間合金為MgGd25或MgGd30，所述Mg-Er中間合金為MgEr25或MgEr30，所述Mg-Mn中間合金為MgMn10，所述Al-Ti-B中間合金為AlTi5B1，所述Al-B中間合金為AlB3或AlB8，所述Al-Ti中間合金為AlTi5或AlTi10。

3.如權利要求1所述的適于低壓鑄造的高強韌耐熱Mg-Gd-Er合金，其特征在于：所述精煉劑的質量百分比組分為：55% KCl、25% CaCl₂、5% CaF₂、15% BaCl₂。

4.如權利要求1所述的適于低壓鑄造的高強韌耐熱Mg-Gd-Er合金，其特征在于：所述精煉劑添加量為原料總重量的1.0～3.5%。

5.如權利要求1所述的適于低壓鑄造的高強韌耐熱Mg-Gd-Er合金，其特征在于：加入精煉劑精煉時的精煉溫度為720～730℃，精煉處理的攪拌時間10～15min。