[發明專利]鎂合金及其制備方法、鎂合金鑄錠和應用

在審

• 申請號: 202210982492.3
• 申請日: 2022-08-16
• 公開（公告）號: CN115449684A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 熊愛虎;姚茂海;羅天縱;呂晶;李杰;許喆
• 申請（專利權）人: 湖南稀土金屬材料研究院有限責任公司
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22F1/04;C22C1/03;C22C1/06
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 周孝湖

本發明公開了一種鎂合金及其制備方法、鎂合金鑄錠和應用，其中鎂合金，以重量百分數計，包括5％～12％的釓、1％～5％的釔、1％～5％的釤、0.1％～0.8％的鋯、0.01％～0.5％的金屬A以及80％～90％的鎂，其中所述金屬A選自鑭以及鍶中的一種或多種。上述鎂合金材料通過對原料組分的調控，借助稀土金屬釤、釓以及釔在晶界析出彌散的納米級稀土相來強化基體金屬鎂，并利用鑭或鍶析出的高溫穩定相來抑制熱處理過程中晶粒的粗化長大。上述金屬原料可充分發揮元素的固溶強化、時效強化、細晶強化及其協同強化作用，從而提升鎂合金的耐熱性、強度及延展性。

技術領域

本發明涉及冶金材料領域，特別是涉及一種鎂合金及其制備方法、鎂合金鑄錠和應用。

背景技術

鎂合金因其具有高比強度、高比剛度、良好的鑄造性、導熱性、減震性、電磁屏蔽性以及易回收等優點，在航空航天、軌道交通、汽車工業及3C產品等領域展現出巨大應用潛力，被認為是一種有效輕量化、節約能源和可持續發展的理想材料。但是，鎂合金強度低、塑性及耐熱性差等缺點，成為了制約其大規模應用的主要因素之一。

以Gd為主要沉淀強化元素的鎂釓合金(MgGd)系鑄造鎂合金表現出的力學性能遠高于傳統的WE43、WE54等商用鑄造鎂合金，盡管在材料輕量化領域已經得到應用，但其仍無法滿足航空航天、軌道交通等裝備對材料耐高溫性能日趨苛刻的要求。

傳統改善材料性能的常用手段包括多元合金化以及通過熱處理工藝來調控析出相形態、尺寸及分布，進而改善材料的性能，多元合金化由于其所添加的合金化元素種類過多(九種甚至以上)，將帶來合金成分難以控制、元素之間的相互作用復雜、增強相組成調控困難等問題，實際生產中難以實現。另一種通過優化熱處理工藝來實現在晶內、晶界均析出了細小、彌散的高溫穩定相，起到了晶內、晶界協同釘扎位錯來增強材料的塑性和耐熱性。但還未能很好解決熱處理過程中晶粒粗化，晶界析出相脆化及元素之間協同強化的問題。

發明內容

基于此，為了提高鎂合金的耐熱性、強度及延展性，有必要提供一種鎂合金及其制備方法、鎂合金鑄錠和應用。

本發明提供了一種鎂合金，以重量百分數計，包括5％～12％的釓、1％～5％的釔、1％～5％的釤、0.1％～0.8％的鋯、0.01％～0.5％的金屬A以及80％～90％的鎂，其中所述金屬A選自鑭以及鍶中的一種或多種。

在其中一個實施例中，以重量百分數計，包括7％～10％的釓、1％～4％的釔、1％～4％的釤、0.2％～0.6％的鋯、0.01％～0.4％的鑭以及83％～88％的鎂，或

以重量百分數計，包括7％～10％的釓、1％～4％的釔、1％～4％的釤、0.2％～0.6％的鋯、0.01％～0.05％的鍶以及83％～88％的鎂。

進一步地，本發明還提供一種鎂合金的制備方法包括以下步驟：

S10：按照上述鎂合金的組成準備金屬鎂、鎂釓中間合金、鎂釔中間合金、鎂鋯中間合金以及中間合金B，其中所述中間合金B選自鎂鑭中間合金以及鎂鍶中間合金中的一種或多種；

S20：混合金屬鎂、鎂釓中間合金、鎂釤中間合金、鎂釔中間合金以及中間合金B加熱至熔化，第一次攪拌，制備預混合鎂合金；

S30：向所述預混合鎂合金中加入鎂鋯中間合金加熱至熔化，第二次攪拌，保溫，加入精煉劑，第三次攪拌，進行一次或多次精煉，制備預澆鑄合金；

S40：對所述預澆鑄合金進行澆鑄。

在其中一個實施例中，步驟S20中，在包含SF₆的氣體環境中加熱至730℃～750℃，第一次攪拌的時間為2min～5min。

在其中一個實施例中，步驟S30中，第二次攪拌的時間為2min～5min，保溫時間為10min～20min，第三次攪拌為2min～5min。