[發明專利]一種新型多元耐蝕鎂合金及其制備方法

在審

• 申請號: 202010529362.5
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111593244A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 李彩霞;朱智超;張程皓
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02;C22C1/03;B22F3/115;B22F3/20
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本發明涉及一種新型多元耐蝕鎂合金及其制備方法，按照不同百分比的合金原材料稱重并放在石墨坩堝中，在電阻爐中通入SF₂+CO₂保護氣體進行熔煉，然后采用噴射沉積工藝制備成所需要的坯錠，最后將坯錠進行擠壓塑性成形制備出含Al、Sr、Nd、Y的多元耐蝕鎂合金。本發明采用的噴射沉積技術可以改善熔煉過程中混入雜質、成分不均勻、氣孔等缺陷，并通過擠壓塑性成形的方法提升了鎂合金的力學性能和耐腐蝕性。本發明制備的鎂合金具有組織均勻、晶粒細小、優異的力學和耐腐蝕性能，并且易操作、成本低，解決了鎂合金的腐蝕速率過快的問題，在工程環境下提升了鎂合金的應用。

技術領域

本發明涉及屬于有色金屬材料技術領域，特別是一種新型多元耐蝕鎂合金，噴射沉積技術和擠壓成型工藝。

背景技術

鎂合金由于其低密度、比強度高、比剛度高、鑄造性能良好、切削性能良好和導熱性好等一系列優點，在交通運輸領域、電子領域、醫學領域，乃至軍事領域中表現了其良好的應用前景，被譽為“21世紀最綠色環保的材料”，但是鎂合金的標準電極電位極低，在潮濕環境下，和其他金屬接觸時，易發生腐蝕，生成的氧化膜更不能有效的保護鎂合金，同時氧化膜極易和Cl^-、SO₄^2-和NO₃^-等有害的陰離子發生反應，產生溶解，并損壞鎂合金的內部。而且在熔煉過程中極易摻雜進一些有害的雜質元素，因此大大加劇了鎂合金的腐蝕性，這個缺點又極大的限制了鎂合金的應用。添加合金元素是提高鎂合金耐蝕性的良好手段之一，Al元素在Mg元素中的溶解度隨著溫度降低而減少，雖然易形成軟體相Mg₁₇Al₁₂，使在高溫下的屈服強度和蠕變性變差，但是在提高鎂合金的耐蝕性方面起著重要的作用，并改善了鎂合金的鑄造性；Sr元素可以細化鎂合金的組織，提高鎂合金的高溫力學性能，與Al形成高熔點的Al₄Sr和Mg₈Al₄Sr相，從而減少Mg₁₇Al₁₂相的數量，且生成的新相能夠減小和鎂基體的電位差，提高鎂合金的耐蝕性；Nd和Y稀土元素的添加更加能細化晶粒，強化合金，形成不同成分的含稀土的金屬間化合物，從而降低了析出相和鎂基體的電位差，導致析氫過程減弱，從而提高了鎂合金的耐蝕性和力學性能。

鎂合金的加工方式主要包括擠壓、軋制、壓鑄、快速凝固、粉末冶金等工藝，不同的工藝也能提高鎂合金的性能，噴射沉積技術是集快速凝固、粉末冶金等方法于一體的先進成型技術，它采用噴射技術將經過導流管流出的熔融金屬霧化成細小的液滴，這些液滴散熱獲得一定的過冷度，并快速凝固在基板上，再逐步沉積成一個大塊且致密的沉積坯。噴射沉積技術不僅無宏觀偏聚和無界面反應，而且還能夠使鎂合金組織細化，晶粒均勻，解決了傳統意義上顆粒增強鎂基復合材料的難題，正向擠壓是擠壓方向與擠壓力方向相同的擠壓方法，它不僅能夠提高組織的致密性，使晶粒細化，提高鎂合金的力學性能，而且操作便捷。

發明內容

本發明的目的是提供一種含Al、Sr、Nd、Y的多元耐蝕鎂合金及其制備方法，本發明利用多合金化技術來改善鎂合金基體的電位，并細化鎂合金的組織，以提高鎂合金的耐蝕性；通過噴射沉積和正向擠壓的方法獲得更加致密且均勻的晶粒組織，提高鎂合金的力學性能和延伸性，本發明提供了一種多元增強的耐蝕鎂合金，制造成本較低且操作簡單。

為了達到上述方案的目標，本發明采取的技術方案是。

一種含Al、Sr、Nd、Y的多元耐蝕鎂合金，其組成成分是Mg-Al-Sr-Nd/Y，其中質量百分比分別為Al:5.5%~6.5%，Sr:0.8%~1.5%，Nd:0.2~0.8%，Y:0.2%~1.5%，余量為Mg和一些可忽略不計的Fe、Cu等雜質元素，將原料熔煉后，再采用噴射沉積技術制備成坯錠，最后在進行擠壓加工成成品即可。

本發明的合金化的優點是。