[发明专利]一种镁合金晶粒细化的方法

说明书

技术领域

本发明属于铸造技术领域。

背景技术

本发明涉及的镁合金的型号为AZ91D镁合金，A代表Al，Z代表Zn，后面的数字9和1分别指的是Al和Zn的含量，是最常用的镁合金，具有优良的铸造性能和良好的强度，因而具有广泛的用途，主要用于汽车和计算机的壳、盖类零件，以及运动器械、链锯、手动工具和家用器具等。但是其晶体结构为密排六方型，这种结构决定了它的塑性变性能力较差，大大限制了它的应用范围。

为了提高AZ91D镁合金的力学性能，最常用的方法就是通过晶粒细化改善AZ91D镁合金的组织。早在1937年人们就发现加Zr对镁合金有晶粒细化作用，但其只适用于Mg-Zn、Mg-RE等不含Al的镁合金。如果镁合金熔体内存在Al，则会消除Zr的晶粒细化作用，导致晶粒粗化；这主要是由Zr与Al易形成Al₃Zr稳定化合物，而Al₃Zr为体心正方形，其晶格常数为a＝4.1135×10^-9m，c＝16.193×10^-9m，与Mg相差很大，作为异质形核核心的可能性小；同时，形成Al₃Zr将造成合金中Al和Zr的损失，所以Mg-Al系合金中不能用Zr作为细化剂。

目前国内有人采用SiC/Al中间合金(其实是SiC粒子增强的Al基复合材料)的形式将SiC颗粒引入镁液中以达到细化晶粒的目的。相似地，因润湿性问题，SiC/Al中间合金通常采用工艺复杂的粉末冶金或复合铸造法来制备，同时，用该中间合金细化，将会引入一定量的Al，影响合金的成分。

发明内容

本发明的目的是提供一种镁合金晶粒细化的方法。

本发明是一种镁合金晶粒细化的方法，其型号为AZ91D，首先在760～780℃温度下进行熔化，经C₂Cl₆精炼后，进行搅拌，加入由SiC和镁粉按质量比为1∶1组成的细化剂，加入量为镁合金质量的0.2～0.4％，SiC粉末粒径小于3μm，然后在700～710℃的温度下进行浇注。

本发明与其他添加SiC的方法相比，SiC颗粒更加细小，有利于SiC的吸收，混合镁粉的作用是起到一个粘结、稀释SiC粉末，并易于被镁液吸收的作用，同时因引入的其它元素主要为镁，因此对镁合金成份的影响很小，且操作方法简单、细化效果好，在实际生产中很容易实施。

附图说明

图1为没有添加SiC和镁粉的混合物的AZ91D镁合金的微观组织形貌图，图2为添加SiC和镁粉的混合物(SiC的加入量为0.05％)的AZ91D镁合金的微观组织形貌图，图3为添加SiC和镁粉的混合物(SiC的加入量为0.2％)的AZ91D镁合金的微观组织形貌图，图4为添加SiC和镁粉的混合物(SiC的加入量为0.6％)的AZ91D镁合金的微观组织形貌图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的说明，但本发明不仅限于这些例子。

实施例：

本发明的步骤为：

(1)首先是预热模具和炉料，预热温度为150℃～200℃，然后是升温对AZ91D镁合金进行熔炼，熔炼的过程始终采用保护气体保护，在熔炼的过程中发现熔体燃烧，立即使用覆盖剂覆盖。

(2)升温到710℃～720℃后，开始精炼，使用钟罩加入相当镁合金质量1.5％的C₂Cl₆，等到反应完毕后，保温10分钟，进行拔渣。

(3)升温到760℃～780℃后，加入一定量的SiC和镁粉的混合物进行细化处理，同时对熔体进行搅拌。

(4)拔渣后，静置10分钟，温度控制在700℃～710℃，浇注浇入金属型模具，得到φ15X120mm的棒料。

图1为没有添加SiC和镁粉的混合物的AZ91D镁合金的微观组织，其组织为发达的树枝晶；图二为添加SiC和镁粉的混合物(SiC的加入量为0.05％)的AZ91D镁合金的微观组织，相比图1，晶粒明显细化，但还存在较粗大的树枝晶；图3为添加SiC和镁粉的混合物(SiC的加入量为0.2％)的AZ91D镁合金的微观组织，其组织为均匀、细小的等轴晶；图4为添加SiC和镁粉的混合物(SiC的加入量为0.6％)的AZ91D镁合金的微观组织，相比图3，晶粒有所粗化。