[發明專利]一種改進的鎂鋁合金的制備方法

有效

• 申請號: 202211180344.6
• 申請日: 2022-09-27
• 公開（公告）號: CN115558817B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 秦明升;徐小峰;程龍;姜朋飛
• 申請（專利權）人: 上海太洋科技有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C21/00;C22C1/06;B22D27/04;B22D46/00;C22C21/06;C22F1/047
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 王維佳;艾變開

本發明涉及一種改進的鎂鋁合金的制備方法，本發明在制備鋁鈹中間合金時，首先在鈹熔體中摻入少量的錫和鋅，共同作用下得到了混合均勻的鈹?錫?鋅混合熔體，錫和鋅的加入，降低了混合熔體的熔融溫度，以和鋁熔體更均勻的完成混合；通過分兩批將鈹?錫?鋅混合熔體緩慢加入到鋁熔體中，進一步完成和鋁熔體的均相混合；同時通過自然冷卻?快速冷卻的兩段式冷卻工藝，減少了鈹的偏析。本發明制備鋁鈹中間合金時，加入了鋁稀土合金，進一步提升了鎂鋁合金的性能，特別是加入鋁釔合金和鋁鈧合金的復配，能夠同時提高鎂鋁合金的抗拉強度和延伸率，并且耐腐蝕性也得到了提升。

技術領域

本發明屬于鋁合金領域，具體涉及一種改進的鎂鋁合金的制備方法。

背景技術

鎂鋁合金由于密度小、比強度和尺寸穩定性，在多個領域有著廣泛的應用。鎂含量的提高能夠提高鎂鋁合金的強度，鎂含量在5-17％范圍的鎂鋁合金稱之為高鎂鋁合金，但是鎂的添加量超過10％后，韌性和塑形會下降，難以鑄造成型。作為鎂鋁合金的主要原料，鋁錠的質量嚴重影響了鎂鋁合金的性質。而目前鋁合金鑄錠雜質含量高，容易產生偏析現象，現有技術一般通過添加一些鋁鈹中間合金來改善鑄造問題，以及進一步提高鎂鋁合金的強度。

CN108707791A公開了一種超大規模高鎂鋁合金的制備方法，是通過加入各種中間合金：AlMn75中間合金，AlCr75中間合金，AlMn10中間合金，AlCr5中間合金，AlBe5中間合金控制Mg、Mn、Cr等金屬的的質量百分比來提高鋁合金錠的強度，熱性，并且改善了鑄錠抗開裂的性能。通過在初級精煉和后續精煉階段控制氬氣流量，提高精煉效果，降低合金中氧和堿金屬含量，消除影響強度的雜質成分，來綜合改善高鎂鋁合金的各項性能，但是其強度性能還有待進一步提升。

CN110724863A公開了一種高鎂稀土鋁合金，各元素質量百分比為Mg：6.0％，Mn：0.9％，Er：0.15％，Zr：0.1％，Ti：0.03％，Be：0.0025％和余量Al，制備是按照比例稱取純鋁錠、純鎂錠、鋁錳中間合金、鋁餌中間合金、鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金和鋁鈦硼絲晶粒細化劑、鋁鈹中間合金，經過熔煉，鑄造，退火得到鎂鋁合金鑄錠。

一般在鎂鋁合金鑄造過程中加入鋁鈹中間合金、鋁鈦中間合金、鋁鈦碳中間合金、鋁錳中間合金、鎂鋯中間合金等來改善鎂鋁合金晶粒和組織形態，進而改善鎂鋁合金的性能，擴大鎂鋁合金的應用范圍。其中鋁鈹中間合金在鎂鋁合金熔煉中，特別是鎂含量高于5％的鋁鎂合金熔煉過程中，雖然加量較少，但是能顯著地改善鎂和鋁的清潔、流動性、耐腐蝕性，改善合金的組織結構，細化晶粒，保護鎂和鋁的氧化及燃燒，減少元素的氧化損失，改善合金的組織結構，細化晶粒，增加強度。但是鋁鈹中間合金由于鈹和鋁的熔點差異較大，需要較長的熔煉時間。但是長時間的熔煉時間，合金中氧化物夾渣的含量就會越多，會影響合金的品質，強度下降。熔煉時間過短，中間合金中鈹顆粒大小不均，并且可能伴有微氣孔的缺陷，對合金的性能有所影響。此外，常規熔煉方法存在凝固過程中的相分離，金屬鈹在鋁熔體中分散不夠均勻，并產生枝晶和偏析的現象，影響了合金的性能。

申請人在前的專利CN202210964985.4中披露了一種鋁鈹中間合金的制備方法，通過加入少量的低熔點的錫和鋅，并且通過控制冷卻速度，減少由于熔點差異帶來的枝晶和偏析現象，來提升鋁鈹中間合金的性能。但是經過試驗發現，按照上述方法制得的鋁鈹中間合金，用于鎂鋁合金制備過程中，所得鎂鋁合金的性能還是有待提升。經過長期研究發現，其可能是由于其中雜質鐵的含量還是較多。在鎂鋁合金鑄造過程中，鐵非常容易形成和鋁產生共晶，降低合金的流動性，進而影響了鎂鋁合金的機械性能，因此還有待進一步的完善。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改進的鎂鋁合金的制備方法。本發明通過首先制備性能優異的鋁鈹中間合金，在鎂鋁合金熔煉過程中加入鋁鈹中間合金和其他中間合金，特別是鋁稀土合金，進一步細化了中間合金晶粒，減少偏析現象，有助于提升鎂鋁合金的綜合性能。

本發明通過以下技術手段實現上述目的：

一種改進的鎂鋁合金的制備方法，包括以下步驟：