[发明专利]含铈、镧的AE系耐热压铸镁合金

说明书

技术领域

本发明涉及含铈、镧的AE系耐热压铸镁合金，属于镁合金材料类领域。

背景技术

近年来，由于环保压力和节能意识的增强，以Mg-Al基合金为主的轻质压铸镁合金在汽车上得到推广应用。然而与铝合金相比，镁合金的应用还有很大差距，其原因之一是缺乏足够的高温性能。目前广泛应用的AZ、AM系列压铸镁合金长期使用温度不能超过120℃，使其无法用于制造对高温蠕变性能要求高的汽车传动部件，因此极大的阻碍了镁合金的进一步应用。基于此，稀土、碱土元素被引进到Mg-Al基合金开发具有高温抗蠕变性能的镁合金，然而目前开发的此类耐热镁合金仍存在一些问题。Mg-Al-Ca(AX)和Mg-Al-Sr(AJ)合金主要存在容易产生热裂，合金塑性较差等缺点；已经开发的Mg-Al-RE(AE)合金中使用的稀土为富铈混合稀土(包括La、Ce、Pr、Nd)，然而目前Pr、Nd价格一直在上涨，使得此类AE系合金成本提高，另外，目前开发的耐热镁合金其力学性能也有待提高。

稀土做为改善传统镁合金耐热性能和开发新型耐热镁合金的合金化(微合金化)元素已被国内外研究单位和生产厂家认可，所使用的稀土包括单一纯净稀土(如Nd、Y、Gd)和混合稀土，目前使用最多的混合稀土为富铈混合稀土，主要成分为La、Ce、Pr、Nd；富钇混合稀土，主要成分为Y、Ho、Er、Gd；镨钕混合稀土，主要成分为Pr和Nd。然而目前大量积压的是另一种比上述稀土更廉价的铈镧混合稀土。因此开发铈镧混合稀土的应用市场迫在眉睫，对稀土的综合利用和平衡发展具有重要意义。

由于镧和铈的特殊化学活性，加入镁合金中都能产生“四化”作用，即净化、活化、细化和合金化/微合金化作用，镧和其它稀土元素相比对合金具有更好的除杂(除氢和氧化物夹杂)净化作用；铈相对镧在镁合金中具有较高的固溶度和更好的细化合金组织的作用。镧和铈对镁合金综合性能提升已经得到广大研究者的认可。组合利用铈镧稀土，发挥它们的各自优势，开发出新型高性能稀土镁合金，有利于解决铈镧混合稀土资源大量积压问题，缓解资源的产需矛盾、产销不平衡问题。

发明内容

本发明针对目前压铸镁合金的弱点，提供含铈、镧的AE系耐热压铸镁合金。该合金具有成本低，耐热性能优良的特点，长期使用温度可达到200℃。

含铈、镧的AE系耐热压铸镁合金，其成分及质量百分比配比为：Al：3％～5％，Ce：0.4％～2.6％，La：0.4％～2.6％，Mn：0.2％～0.6％，杂质元素Fe、Cu和Ni的总量小于0.03％，余量为镁。

本发明的含铈、镧的AE系耐热压铸镁合金的制备方法：

首先按配比称料，将纯镁、铝、铝锰中间合金和镁-铈镧中间合金预热到200℃，然后将纯镁、铝、铝锰中间合金放入预热到300℃的坩锅中，并通入SF₆∶CO₂体积比为1∶100的保护气体，等加入的炉料完全熔化后，当熔体温度达到720℃～740℃时加入镁-铈镧中间合金，并继续通保护气体，加入镁-铈镧中间合金熔化后，当温度回升到720～740℃时搅拌5～10分钟，然后通氩气精炼5～10分钟，精炼后静置28-32分钟，将熔体冷却到680℃～700℃，在500KN锁模力的冷室压铸机上进行压铸，得到含铈、镧的AE系耐热压铸镁合金；所述的镁-铈镧中间合金中所用的铈、镧是用将普通富铈混合稀土中价值高的Nd、Pr分离出去剩余的廉价的铈镧混合稀土作为原料。

本发明的特点和有益效果：