[发明专利]一种耐高温高压蠕变压铸镁合金及其制备方法

说明书

一种耐高温高压蠕变压铸镁合金及其制备方法，属于镁合金技术领域。解决了现有技术中镁合金的抗蠕变性能不能完全满足在200℃以上的环境下的使用要求的问题。本发明的镁合金，包括：1～6wt％的Zn，0.5～4wt％的La，0.5～6wt％的Y，0～0.5wt％的Zr，0～0.5wt％的Mn，余量为镁及不可避免的杂质元素。该镁合金中含有Zn，La和Y，熔化后三者形成三维空间分布的连续网状第二相结构，第二相同时有多种结构，从而在高温条件下可以有效地阻碍位错滑移和孪晶形成，提高合金的高温抗蠕变性能，经验证，在250℃，其蠕变应力为80MPa，持久蠕变寿命大于300h，稳态蠕变速率小于6×10^‑9/s。

技术领域

本发明属于镁合金技术领域，具体涉及一种耐高温高压蠕变压铸镁合金及其制备方法。

背景技术

镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金，具有密度低、高比强度、高比刚度、阻尼减振性能好、电磁屏蔽性能好以及优异的铸造、机械加工性能等特性。因此，在汽车、3C、航空航天及国防军工等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。

现有技术中，应用最多的镁合金是压铸镁合金，合金体系主要集中在AZ(Mg-Al-Zn)系镁合金和AM(Mg-Al-Mn)系镁合金；但这两个体系的合金的耐高温高压蠕变压铸镁合金的性能很差，使用温度被严格限制在120℃以下。而关键动力传动零部件都对材料的耐热性能有较高的要求，所以为了推动镁合金在动力传动件方面的应用，大量研究者开始关注耐热及抗蠕变镁合金，成功开发出了AE(Mg-AL-RE)系、AS(Mg-Al-Si)系、Mg-Al-Ca系和Mg-Al-Sr系镁合金，这些合金具有较好的耐热性能，使用温度可以到175℃，其中AE44合金的使用温度可以接近200℃。但是，现有开发的耐热及抗蠕变镁合金很少被应用，究其主要原因仍然是耐高温高压蠕变性能满足不了实际使用要求，如使用温度大于250摄氏度，应力大于70MPa的使用需求。因此，开发耐高温高压蠕变镁合金成为耐热镁合金发展的必然趋势。

现有技术通过向Mg-Al系合金中加入稀土元素、碱土元素等，开发出了具有较好耐高温高压蠕变性能的压铸镁合金，但是当温度高于200℃时，这些合金的抗蠕变性能会急剧下降，即使在200℃下，其蠕变强度普遍低于70MPa。通过对AE系合金进行进一步合金化，虽然大幅度提高合金的高温强度，但却会显著降低合金的抗蠕变性能。因此，现有技术中还没有一种镁合金的抗蠕变性能可以完全满足在200℃及以上的环境下的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温高压蠕变压铸镁合金，本发明提供的耐高温高压蠕变压铸镁合金可以在250℃下使用，在200℃下的蠕变强度大于120MPa，在250℃下的蠕变强度大于80MPa。

本发明实现上述目的采取的技术方案如下。

本发明提供一种耐高温高压蠕变压铸镁合金，包括：

1～6wt％的锌(Zn)，0.5～4wt％的镧(La)，0.5～6wt％的钇(Y)，0～0.5wt％的锆(Zr)，0～0.5wt％的锰(Mn)，余量为镁及不可避免的杂质元素。

优选的是，所述Zn的质量含量为3％～5％。

优选的是，所述La的质量含量为1.5％～3％。

优选的是，所述Y的质量含量为2.5～4.5wt％

本发明还提供上述一种耐高温高压蠕变压铸镁合金的制备方法，包括以下步骤：

1)按组成取镁源、锌源、镧源、钇源、锆源和锰源，熔炼，得到合金液；

2)将步骤1)得到的合金液进行高压铸造，得到耐高温高压蠕变压铸镁合金。

优选的是，所述步骤1)中，熔炼的温度为700℃～760℃。