[发明专利]一种含稀土镨的铸态镁合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸态镁合金，涉及一种含稀土镨的铸态镁合金及其制备方法。属于有色金属技术领域。 

背景技术

镁合金因具有密度低、比强度和比刚度高、电磁屏蔽效果好、吸震性能优良、易回收等优点，广泛应用于汽车、通讯、电子、家电、仪表以及航空航天等领域。由于镁合金是密排六方结构，室温塑性加工能力差，所以目前还只有铸造镁合金得到了大量的应用。然而变形镁合金比铸造镁合金具有更高的强度和延展性，以及更多样化的力学性能。通过细化镁合金铸态晶粒的方式，能够提高镁合金的变形性能。一般镁合金铸态组织的细化方法有两类，即变质处理和强外场作用，变质处理在镁合金铸造生产实际中的应用非常广泛，常用的变质处理方法有： ①碳变质法；②精炼法，常采用C₂Cl₆；③添加合金化元素，比如添加Zr、Sr、稀土元素，但Zr元素一般对镁锌镁合金有较好效果，而对镁铝系镁合金没有细化效果。目前尚没有利用稀土镨微合金化技术促进铸态镁合金组织转变和提高其力学性能的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种含稀土镨的铸态镁合金，可有效细化镁合金铸态晶粒，提高其室温力学性能。

本发明的另一目的是提供一种可很好地制备上述含稀土镨的铸态镁合金，且工艺简单，所生产出的产品质量性能各方面都十分优良。

本发明的目的通过以下技术方案来实现的：

一种含稀土镨的铸态镁合金，含有Al、Zn、Mn、Mg，还含有Pr，各组份的重量百分比为：Al  7～11，Zn  0.9～1.2，Mn  0.1～0.3；Pr  0.5～3.0；0<Fe≤ 0.01，余为Mg。

一种含稀土镨的铸态镁合金的制备方法为：先将纯镁放入熔炼炉中，升温至650～710℃；再依次放入经烘烤的中间合金（按照Al、Al-Mn及Zn的顺序），在合金液面撒混合盐覆盖剂进行熔体保护；升温至720～760℃时，加入稀土镨，搅拌并扒渣；合金液精炼；降温至700～720℃，静置，浇铸，冷却，获得含稀土镨的铸态镁合金。

所述的混合盐覆盖剂组成重量百分比为：MgCl₂  45～60，CaF₂  10～20，CaCl₂  10～15，BaCl₂  5～10，KCl  3～5，NaCl  1～3。

所述的稀土镨以铝镨中间合金的形式加入。

本发明采用C₂Cl₆精炼剂进行合金液精炼处理，浇铸时采用氩气保护浇铸，冷却则是对模具采用循环水冷却。

一种含稀土镨的铸态镁合金的制备方法包括以下步骤：先将纯镁放入坩埚熔炼炉中，升温至650～710℃，再依次放入经烘烤的中间合金（按照Al、Al-Mn及Zn的顺序），在合金液面撒混合盐覆盖剂进行熔体保护；升温至720～760℃时，加入稀土镨，搅拌并扒渣；用C₂Cl₆精炼剂对合金液进行精炼；降温至700～720℃，静置5～20分钟，进行浇铸，浇铸时采用氩气保护，模具采用铁模并用循环水水冷。浇铸获得含稀土镨的铸态镁合金。

通过上述制备方法所获得的最佳实施例如下：

添加0.5%的Pr所形成的铸态镁合金，其组份重量百分比为：8.9%Al，0.9%Zn，0.2%Mn，0.5%Pr，0.009%Fe，其余为Mg。合金在坩埚熔炼炉中熔炼，用混合盐覆盖剂保护熔体，采用C₂Cl₆精炼剂进行熔体精炼，浇铸时采用氩气保护，模具采用铁模并用循环水水冷。获得的含稀土镨的铸态镁合金的硬度HB≥65，室温抗拉强度σ_b≥220MPa，伸长率δ≥4.5%。

添加1.75%的Pr所形成的铸态镁合金，其组份重量百分比为：8.1%Al，1.0%Zn，0.1%Mn， 1.75%Pr，0.005%Fe，其余为Mg合金。合金在坩埚熔炼炉中熔炼，用混合盐覆盖剂保护熔体，采用C₂Cl₆精炼剂进行熔体精炼，浇铸时采用氩气保护，模具采用铁模并用循环水水冷。铸态合金的硬度HB≥84，室温抗拉强度σ_b≥256MPa，伸长率δ≥4%。