[发明专利]高性能镁基合金的合成工艺

说明书

本发明公开了高性能镁基合金的合成工艺，制成所述高性能镁基合金的原料包括稀土粉、钍粉、锆粉、锰粉、镍粉、铁粉、铝粉和镁粉；本发明制备工艺过程简洁，经济环保，合成条件易达到，环境污染小，合成的镁合金具有比重小、比强度和比刚度高、导热和导电性好、切削加工性好、优良的阻尼性和电磁屏蔽性、易于加工成形和回收等优点。

所属技术领域

本发明涉及合金材料领域，尤其涉及高性能镁基合金的合成工艺。

背景技术

近年来，3C产业迅猛发展，节能环保成为全球关注的焦点，而减轻材料 的重量和材料的循环利用是实现环保的重要手段。镁合金是最轻的工程金属材料 之一，和其他金属相比，镁及其合金有很多突出的工艺及性能特点。例如，其密 度小，是所有结构金属中密度最小的一种；在镁中加入不同的金属元素能够形成 一系列具有各种性能的合金；熔点低，容易进行热成形，且能耗较低；用作结构 件时具有质量轻、比强度高、减震和抗冲击性能好、易切削加工、不易老化；有 良好的导热性、无磁、电磁屏蔽能力强。此外，镁合金还具有良好的比刚度、可 再循环和良好的铸造性能等特点，具有替代传统材料的广阔前景，被誉为21世 纪绿色金属结构材料。

镁合金是21世纪最具开发前景的轻质结构材料，近年来的应用日益广泛， 因其比重轻、高比强度、高比刚度以及良好的电磁屏蔽能力、良好的铸造性能、 易于再生利用以及优越的阻尼吸震降噪特性等一系列独特的优点,在汽车、摩托 车、机械结构、手持工具、便携电器、机载设备、移动结构上的规模应用能减轻 产品重量、减震降噪、降低能耗和排放、提高产品动力学性能,是一种极具应用 前景的新型技术结构材料。镁合金约90％是通过铸造成型的,其中应用最为广泛 的是高压铸造工艺。而工艺设计、模具设计和模具制造这三个环节都能够影响压 铸的成败。因此,工艺设计、模具设计和模具制造的研究对压铸具有重要的实际 指导意义。

发明内容

本发明提供了高性能镁基合金的合成工艺；本发明制备工艺过程简洁， 经济环保，合成条件易达到，环境污染小，合成的镁合金具有比重小、比强度和 比刚度高、导热和导电性好、切削加工性好、优良的阻尼性和电磁屏蔽性、易于 加工成形和回收等优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案实施如下：

高性能镁基合金的合成工艺，制成所述高性能镁基合金的原料包括稀土粉、钍粉、 锆粉、锰粉、镍粉、铁粉、铝粉和镁粉；制成所述高性能镁基合金的合成工艺包 括以下工艺步骤：

(1)将合成所需要的坩埚、合金成型模具和壁炉表面清理干净，减少熔炼过程 中杂质的混入；

(2)在合金成型模具和坩埚表面均匀涂抹一层石墨，并将壁炉和合金成型模具 预热至350℃；

(3)把坩埚预热到500℃，并在坩埚底部及壁上撒上RJ-2溶剂，然后将镁粉放 入坩埚内，撒上一层RJ-2溶剂；

(4)开始向炉内通入氩气，加热至740-760℃，确保镁粉熔化，保温30min；

(5)依次加入稀土粉、钍粉、锆粉、锰粉、镍粉、铁粉，过程中持续向坩埚通 入保护气体氩气，如若发现燃烧现象撒覆盖剂，在不破坏液面情况下搅拌5-10min， 撇去表面浮渣，撒入适量的RJ-2溶剂覆盖剂；继续加热至760-790℃，保温30min， 并持续向壁炉内通入流量为6L/min的氩气以避免金属在加热过程中的氧化；

(6)将预热干燥的铝粉加入，重复上述步骤，使其混合均匀，升温至790-820℃， 并保温30min；

(7)待金属粉全部熔化后，将金属液调至740-760℃，加入精炼剂进行精炼，搅 拌5-15min，过程中亦持续向坩埚通入保护气体氩气，使其混合均匀；

(8)继续升温至790-820℃，静止保温20-30min后，降温至740-760℃温度下进 行铸锭，浇铸过程仍在浇铸表面通以氩气气体保护。