[发明专利]一种汽车零部件用镁合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金，特别是涉及一种汽车零部件用镁合金及其制备方法。

背景技术

镁是目前最轻的金属材料，镁合金现广泛的应用于汽车制造、航空航天、电子产品、家用电器等行业。镁合金不仅具有重量轻、比强度和比刚度高，而且具有铸造、加工和尺寸稳定性优异、易回收等特点，因此被认为是21世纪最具应用前景的绿色结构材料。

镁合金所具有的上述各种优点，致使镁合金近年来在工业上得到了越来越广泛的应用。其中，又以镁合金在汽车零部件中的应用为重点，用以满足汽车工业轻量化的要求。而在汽车零部件生产中，汽车轮毂由于需要具有较高强度和较高塑性的材料，且同时还应满足耐磨、耐腐蚀、高表面光洁度等使用特点，使得就目前现有的镁合金品种来说，难以找出完全满足其性能要求的镁合金品种。

目前，常用的Mg-Al系镁合金中，AZ91和AM60镁合金占汽车上镁合金应用总量的90%。AZ91具有较高的强度，但其较低的伸长率局限了AZ91在部分要求高塑韧性的汽车零部件上的应用（如汽车轮毂）；AM60是具有较好塑韧性的镁合金，但AM60由于本身含Al量较低，合金中含Al的二次化合物的析出量有所减少，致使其合金的强度有所降低。所以，虽AM60镁合金具有良好的塑韧性，而就综合性能来说，仍不能完全满足需具有高强高韧性能的汽车零部件的使用要求，尤其在强度方面特别突出。AM60与AZ91相比具有生产成本更低的特点，因此从降低生产成本考虑，扩大AM60镁合金的使用范围、提高其应用价值，突破目前制约AM60合金应用在汽车零部件上的 “瓶颈”以提高其强韧性，研究出可用于汽车零部件的高强高韧镁合金就显得尤为有意义。

发明内容

本发明的目的在于克服AM系镁合金的不足，提供一种具有良好组织及优异性能，高强、高韧性的汽车零部件用镁合金及其制备方法。

本发明采用以下技术方案：

一种汽车零部件用镁合金，其组分及重量百分数为：Al:5.0～7.0%，Mn:0.24～0.55%，Ti:0.025～0.075%，C:0.00125～0.00375%，RE:0.01～0.03%，杂质元素：Zn≤0.22%，Si≤0.10%，Cu≤0.01%，Ni≤0.002%，Fe≤0.005%，余量为Mg。 

一种汽车零部件用镁合金的制备方法，包括如下步骤：

第一步，钢坩埚加热至400℃，通入保护气体SF₆ 和CO₂ ，5min后加入经除表面杂物后的AM60B镁合金，SF₆流量为40～50ml/min，CO₂流量为0.2～0.3m³/h；

第二步，将Al-Ti-C-RE中间合金经150℃~250℃预热15~30min；

第三步，将钢坩埚温度升至720℃，将添加量占AM60B镁合金总重量0.5% ~ 1.5%的Al-Ti-C-RE中间合金，添加至熔融态AM60B镁合金中， 将钢坩埚温度升至740℃并保温5~10min，均匀搅拌；

第四步，将钢坩埚温度降至710~720℃，静置10min~20min后除去表面的氧化物，浇注到金属模具中。

进一步，所述第四步中，浇注前金属模具内除锈后预热至100℃，在金属模具内腔涂上防氧化易脱模的涂料，再预热至250℃，通入保护气体30s~60s，所述保护气体为SF₆ 和CO₂。

进一步，所述第一步中，加入钢坩埚前AM60B镁合金先在150~200℃温度下预热0.3h~0.5h。

进一步，所述中间合金Al-Ti-C-RE的化学成分及质量百分数为：Al ：92.75%，Ti： 5%，C： 0.25%，RE： 2%。

本发明的有益效果为：

1、细化剂采用Al-Ti-C-RE中间合金代替原有的碳质材料如六氯乙烷、石蜡、炭黑等，避免了原有的碳质材料其因在变质过程中放出大量的有毒气体而对环境和人体产生的很大的危害；Al-Ti-C-RE不仅对AM60B镁合金具有很好的细化变质效果，而且成本低、操作简易，不污染环境。

2、C、Ti、RE元素以中间合金Al-Ti-C-RE的形式加入，熔化快，吸收率高，制备工艺简单，实施方便。

3、向AM60B合金中同时加入C、Ti、RE元素，通过细化和变质的双重作用，不仅可改变α-Mg的枝晶间隙和大小，而且可改变Mg₁₇Al₁₂相数量、大小、形貌和分布，显著改善合金组织，提高合金力学性能。