[發明專利]一種提高AZ91鎂合金耐腐蝕性能的方法

有效

• 申請號: 201910315300.1
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110029256B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 毛多鷺;張海濤
• 申請（專利權）人: 青海民族大學
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02;C22C1/03
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發明屬于鎂合金增強技術領域，具體涉及一種提高AZ91鎂合金耐腐蝕性能的方法，以AZ91鎂合金鑄錠為母合金，加入純Gd、以及適量純Al和純Zn制成，所得合金成分按重量百分比為Al8.35?8.95、Zn0.55?0.70、Gd1.35?1.85，剩余部分為Mg和不可避免的雜質。本發明相比現有技術具有以下優點：帶有攪拌裝置的蓋體和熔煉爐能夠保證在加入Gd后對熔體進行攪拌，避免攪拌軸下方出現渦流引起Gd在熔體中分布不均勻；通過合理調整合金成分，以及對熔體進行合理攪拌，使所得合金內部晶粒細化，在保證抗拉強度、屈服強度的前提下進一步提高合金的耐腐蝕性能。

技術領域

本發明屬于鎂合金增強技術領域，具體涉及一種提高AZ91鎂合金耐腐蝕性能的方法。

背景技術

鎂合金因密度低和比強度高的優點而被廣泛引用于航空航天、汽車等領域，隨著汽車工業的發展，鎂合金已成為最具發展潛力的結構材料之一，相較于鑄造鎂合金，變形鎂合金在變形過程中組織得到優化，鑄造缺陷得以消除，其綜合力學性能明顯提高，AZ91合金是目前使用最廣泛的一種鑄造鎂合金，其抗拉強度為167MPa，屈服強度為95MPa，延伸率為2.1%，腐蝕速率為52mg/cm2/d；在現有實際生產中，申請號為2007100110196的專利文件公開了一種高強度耐熱壓鑄鎂合金及其制備方法，通過在AZ91合金中加入適量的金屬Ca和稀土元素Y的條件下對熔體簡單處理，增強合金的耐熱性，保證其拉伸性能，抗拉強度達到255.3MPa，屈服強度達到179.3MPa，延伸率δ5為4%，在高溫條件下，各性能變化不大；申請號為2006100170385的專利文件公開了一種高強度鑄造鎂合金及其制造方法，向AZ91合金中加入微量低熔點的Ho中間合金，通過Ho對合金微觀組織的改變，以固溶強化、析出強化和細精強化的方式，獲得了具有優良常溫及高溫機械性能的合金，使鎂合金強度得到較大幅度的提高，具體的，合金抗拉強度達到228-277.5MPa，延伸率為4.9%；申請號為2015100536367的專利文件公開了一種高強度薄壁部件用鎂合金及其制備方法，通過對鎂合金配方進行改進，有效提高其性能，使抗拉強度達到280-290MPa，屈服強度達到了180-190MPa，流動性能也得到了顯著的提升，保證了較高的壓鑄成本率；由以上內容可以看出，在AZ91合金中加入不同的材料，會實現不同的技術效果，說明原料的選擇對合金綜合性能有重要影響；申請號為2015106587748的專利文件公開了一種Mg-Zn-Gd準晶增強的AZ91鎂合金及其制備方法，制備組織明確、成分均勻的Mg-Zn-Gd準晶合金，在保證了鎂合金的高的比強度和比剛度的同時，提高合金的塑性和耐腐蝕性能，通過驗證，其抗拉強度達到了189-260MPa，屈服強度達到了100-125MPa，延伸率為3.0-4.1%，腐蝕速率為10-58mg/cm2/d；通過研究實施例1-5的實驗數據可以看出，隨著Mg-Zn-Gd準晶合金中Gd的增加，能夠有效提高合金的耐腐蝕速率，但其抗拉強度和屈服強度會逐漸降低，影響其使用范圍，但鎂合金材料在實際應用中，對鎂合金的耐腐蝕性有較高的要求，因此，對如何保證綜合力學性能的同時提高耐腐蝕需要進一步研究。

發明內容

本發明的目的是針對現有提高合金的耐腐蝕速率，但會影響抗拉強度和屈服強度的問題，經分析后發現，隨著Gd含量的增加，導致抗拉強度和屈服強度降低，是由于Gd熔點較高，為1313℃，過量加入容易形成偏析，提供了一種提高AZ91鎂合金耐腐蝕性能的方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種提高AZ91鎂合金耐腐蝕性能的方法，以AZ91鎂合金鑄錠為母合金，加入純Gd、以及適量純Al和純Zn制成，所得合金成分按重量百分比為Al8.35-8.95、Zn0.55-0.70、Gd1.35-1.85，剩余部分為Mg和不可避免的雜質；

在制備時，在熔煉爐中將AZ91鎂合金升溫熔化后，按照計算加入純Al和純Zn攪拌1-2分鐘，然后加入純Gd，使合金成分配比滿足前述要求，完成后用帶有攪拌裝置的蓋體封蓋，再通入混合氣體保護，攪拌10-15分鐘后，靜置20分鐘打開蓋體，扒渣，將混合熔液澆注到預熱至260-280℃的鋼模中成型。