[發明專利]一種稀土鎂合金用高效晶粒細化劑、制備方法及其使用方法

在審

• 申請號: 202211351355.6
• 申請日: 2022-10-31
• 公開（公告）號: CN115652155A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 周海濤;肖旅;候正全;戴錚;孫鑫;侯湘武;袁勇;李寶輝;陳舸;董喜旺
• 申請（專利權）人: 上海航天精密機械研究所
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C23/06;C22C1/03
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 孫建玲

1.一種稀土鎂合金用高效晶粒細化劑的制備方法，其特征在于，包括：

將預熱好的鈦粉或鋯粉或混合均勻的鈦/鋯粉加入到純鎂熔體或半固態熔融鎂合金中，施加高速剪切和超聲，凝固后制得稀土鎂合金用晶粒細化劑。

2.根據權利要求1所述的一種稀土鎂合金用高效晶粒細化劑的制備方法，其特征在于，所述將預熱好的鈦粉或鋯粉或混合均勻的鈦/鋯粉加入到純鎂熔體中制備稀土鎂合金用晶粒細化劑時，制備方法包括：

將純鎂升溫至完全熔融狀態，獲得純鎂熔體；隨后將稱量好、預熱充分的鈦粉、鋯粉或混合均勻的鈦/鋯粉加入到純鎂熔體中，在加入粉體的過程中施加高速剪切處理和超聲處理，獲得含鈦元素或鋯元素或鈦/鋯元素均勻分布的鎂熔體；隨后將熔體澆注到模具中，在壓力作用下凝固，待完全凝固后制得稀土鎂合金用晶粒細化劑，制備全過程在真空環境或惰性氣氛保護下進行。

3.根據權利要求2所述的一種稀土鎂合金用高效晶粒細化劑的制備方法，其特征在于，所述鈦粉、鋯粉或混合均勻的鈦/鋯粉的預熱溫度為300℃～600℃，預熱時間為30min～90min；和/或

所述粉體具體加入方式為：將所加粉體分成n份，5≤n≤30，每添加1份后施加30s～90s的高速剪切，轉子轉速為5000rpm～20000rpm，待粉體全部添加后，再繼續施加10min～60min的高速剪切，隨后施加超聲處理，超聲處理工藝參數為2000Hz～5000Hz，超聲處理時間為2min～15min；和/或

所述凝固工藝為將含鈦或鋯或鈦/鋯元素的鎂熔體澆入預熱溫度為300℃～600℃的金屬模具中，并施加60MPa～150MPa壓力，保壓5min～30min。

4.根據權利要求2所述的一種稀土鎂合金用高效晶粒細化劑的制備方法，其特征在于，所述稀土鎂合金用高效晶粒細化劑的成分為Mg-(30～70)Ti或Mg-(30～70)Zr或Mg-(30～70)(Ti/Zr)(wt.％)。

5.根據權利要求1所述的一種稀土鎂合金用高效晶粒細化劑的制備方法，其特征在于，所述將預熱好的鈦粉或鋯粉或混合均勻的鈦/鋯粉加入到半固態熔融鎂合金中，制備稀土鎂合金用晶粒細化劑時，制備方法包括：

將純凈的鎂合金升溫至半固態狀態，隨后將稱量好、預熱充分的鈦粉或鋯粉或混合均勻的鈦/鋯粉加入半固態熔融鎂合金中，在加入粉體的過程中施加高速剪切處理，待粉體全部加入后將鎂合金升溫至完全熔融狀態下，施加高速剪切和超聲處理，獲得含鈦元素或鋯元素或鈦/鋯元素的鎂合金熔體，隨后將鎂合金熔體澆注到預熱的模具中，在壓力作用下凝固，待完全凝固后制得稀土鎂合金用晶粒細化劑，制備全過程在真空環境或惰性氣氛保護下進行。

6.根據權利要求5所述的一種稀土鎂合金用高效晶粒細化劑的制備方法，其特征在于，所述鈦粉、鋯粉或混合均勻的鈦/鋯粉的預熱溫度為300℃～600℃，預熱時間為30min～90min；和/或

所述粉體具體加入方式為：將所加粉體分成n份，5≤n≤30，每添加1份后施加30s-120s的高速剪切，轉子轉速為6000rpm～20000rpm；待粉體全部添加后，繼續施加6000rpm～20000rpm的高速剪切5min～60min；將鎂合金升溫至完全熔融狀態，施加高速剪切和超聲處理，高速剪切轉子轉速為6000rpm～20000rpm，處理時間5min～60min；隨后施加超聲處理，超聲處理工藝參數為3000Hz～5000Hz，超聲處理時間為5min～30min；和/或

所述凝固工藝為將含鈦或鋯或鈦/鋯元素的鎂熔體澆入預熱溫度為300℃～600℃的金屬模具中，并施加80MPa～150MPa壓力，保壓5min～30min。

7.根據權利要求5所述的一種稀土鎂合金用高效晶粒細化劑的制備方法，其特征在于，所述半固態狀態鎂合金為Mg-TM系，其中TM為Zn、Cu、Ni元素中的一種或幾種混合；所述稀土鎂合金用高效晶粒細化劑的成分為Mg-(10～30)TM-(30～60)Ti、Mg-(10～30)TM-(30～60)Zr或Mg-(10～30)TM-(30～60)(Ti/Zr)(wt.％)。