[发明专利]一种高性能变形镁合金

说明书

技术领域

本发明属于镁合金生产技术领域，尤其涉及一种高性能的变形镁合金。

背景技术

目前，镁合金工业上熔炼制得的Mg-Mn变形镁合金，虽然具有良好的耐腐蚀性能和最好的焊接性，但缺点是强度不高，即综合力学性能较低，故限制了其在民用工业的大规模应用。以MB8变形镁合金为例(Mn：1.5～2.5％、Ce：0.15～0.35％)，虽然也能满足一定的挤压生产要求，但晶粒相对粗大，但较难满足对力学性能有更高要求的挤压生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的镁合金综合力学性能较低的问题，提供一种力学性较高的镁合金，能够进一步满足对镁合金综合力学性能有更高技术要求的挤压生产。

本发明各组分的重量百分比为：Mn：1.3～2.3％、Ce：0.4～1.2％、Sr：0.1～0.5％、Si：≤0.05、Fe：≤0.004％、Cu：≤0.025％、Ni：≤0.001％，余量为Mg。

本发明的制备方法包括如下步骤：

1、将工业镁锭投入已准备好的干净的坩埚中加底熔剂熔化，底熔剂的用量约占炉料质量的1.5～2.5％，过程中撒入覆盖剂以防止燃烧，覆盖剂的用量约占炉料质量的0.3～0.5％，整个熔化过程时间控制在2～6h，且镁液最终温度控制在670～690℃；

2、熔化结束后，向镁液中吹氩气，并采用机械搅拌，同时加精炼剂与氯化锰进行精炼，精炼剂的用量约占炉料质量的1.5～2.5％，时间控制在30min，温度控制在680～740℃；

3、精炼结束后，镁合金液继续升温至740～760℃时加入稀土元素铈和金属元素锶，时间控制在5min，温度控制在740～760℃；

4、结束后静置降温，使熔剂和夹杂物沉降，时间控制在30min；

5、在660～700℃温度条件下，并在保护气氛中进行浇注，保护气氛通常为SF₆、CO₂、N₂、SO₂、干燥空气混合气体或混合气体保护气氛。

现有所有用于镁合金制备工艺的底熔剂、覆盖剂、精炼剂均可用于本发明制备过程中使用。

本发明主要是在现有镁合金熔炼工艺中增加稀土元素铈的加入量和添加金属元素锶，其作用主要表现在以下方面：

1、添加稀土元素铈，铈一部分溶解于固溶体中，另一部分与镁形成化合物Mg₉Ce，细小弥散分布于a(Mg)基体中，起到强化合金和细化晶粒的作用；

2、添加稀土元素铈，铈和镁形成的耐热相Mg₉Ce，可以阻碍再结晶晶粒长大，从而挤压后得到细小的动态再结晶晶粒，对于提高合金的抗拉强度和伸长率均是有益的；

3、添加稀土元素铈，铈和镁形成的耐热相Mg₉Ce，可以有效地钉扎住晶界以及晶内位错运动，成为阻碍位错运动和晶粒变形的重要阻碍，保持了高温下材料内部有较高密度的位错，提高了高温下合金的强度；

4、添加稀土元素铈，使得铸态的晶粒得到细化，屈服强度，特别是在挤压状态下的屈服强度因晶体中的孪生受到抑制而显著地增长；

5、添加金属元素锶，可以降低过冷度，且易吸附在固/液界面的前沿形成富Sr的吸附膜，降低晶粒生产速度，从而细化晶粒；

6、细小的晶粒有利于提高镁合金液的补缩能力，减少显微缩孔，增加铸件的致密度；

7、晶粒细化有利于合金耐蚀性能的提高；

8、具有优良的挤压工艺性能。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：

将镁锭1168.8kg投入已准备好的干净的坩埚中，加RJ-2底熔剂18kg熔化，过程中撒入RJ-4覆盖剂3.6kg以防止燃烧，时间控制在4h，且镁液最终温度控制在670℃；熔化结束后，向镁液中吹氩气，并采用机械搅拌，同时加RJ-6精炼剂18kg与氯化锰35.7kg进行精炼，时间控制在30min，温度控制在680℃；精炼结束后，镁合金液继续升温至740℃时加入稀土元素铈14.4kg和金属元素锶1.2kg，时间控制在5min，温度控制在740℃；结束后静置降温，使熔剂和夹杂物沉降，时间控制在30min；最后在660℃温度条件下，并在SF₆+N₂保护气氛中进行浇注。