[发明专利]一种抗冲击耐热镁合金结构件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业镁合金技术领域，具体涉及一种抗冲击耐热镁合金结构件及其制备方法。

背景技术

镁合金由于具有较小的密度(是实用结构金属中密度最小的一种)使其在许多场合具有十分显著的优势。镁合金的比强度高，比弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。特别是在航空、航天、以及汽车、摩托车、高速/轻轨列车等交通工具轻量化方面具有难以替代的优势。构件的密度小可以节省能源，在高速运动的场合还具有惯性小的优势，这对于交通工具的启动和制动具有显著作用。

AM50B或AM60B镁合金是目前应用最广泛、生产及使用量也最大的镁合金。该镁合金的突出特点是具有优异的压铸工艺性能、较高的综合力学性能并且成本较低，这是该合金获得广泛应用的主要原因。但是该合金都具有一个缺点，就是在120℃以上温度的屈服强度显著下降、抗蠕变性能特别低。制约着镁合金在自动变速箱、曲轴箱、齿轮室盖、油底壳等汽车重要部件上的应用。

在现有技术中，抗冲击耐热镁合金成本较高，应用范围较窄。不同的抗冲击耐热镁合金的压铸工艺性能改变较大，较少合金能做到既保持较好的抗冲击性能，又能保持较好的加工性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抗冲击耐热镁合金结构件及其制备方法，解决了成本高、抗冲击性能差以及加工性能差的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种抗冲击耐热镁合金结构件，由内而外依次为中间合金和镁合金层；

所述中间合金为镁-铋中间合金；

所述镁合金层为AM50B镁合金或AM60B镁合金。

两种不同镁合金用于制备一种镁合金结构件，中间合金的含铋量较高，抗冲击性能、耐热性能以及加工性能优良；镁合金层采用的AM50B镁合金或AM60B镁合金的成本较低，加入中间合金的量较少，成本增加较少，适用于工业化生产；镁合金结构件的压铸工艺改变较小，压铸工艺性能基本与AM50B镁合金或AM60B镁合金相当，满足压铸工艺要求；在120℃～170℃的屈服强度、抗蠕变性能大幅度提高；在150℃、100小时持久载荷作用下产生0.1％蠕变变形时的抗蠕变强度，由AM50B或AM60B的7～9MPa，提高到25～35MPa，可以满足该镁合金在自动变速箱壳体、大功率发动机油底壳等重要部件上的应用。

镁是一种轻质有延展性的银白色金属。在宇宙中含量第八，在地壳中含量第七。密度1.74克/厘米³，熔点648.8℃。沸点1107℃。化合价+2，电离能7.646电子伏特，是轻金属之一，具有延展性，能与热水反应放出氢气，燃烧时能产生眩目的白光，许多金属是用热还原其盐和氧化物来制备。金属镁能与大多数非金属和差不多所有的酸化合，大多数碱，以及包括烃、醛、醇、酚、胺、脂和大多数油类在内的有机化学药品与镁仅仅轻微地或者根本不起作用。镁是航空工业的重要材料，镁合金用于制造飞机机身、发动机零件等；镁还用来制造照相和光学仪器等；镁及其合金的非结构应用也很广；镁作为一种强还原剂，还用于钛、锆、铍、铀和铪等的生产中。纯镁的强度小，但镁合金是良好的轻型结构材料，广泛用于空间技术、航空、汽车和仪表等工业部门。一架超音速飞机约有5％的镁合金构件，一枚导弹一般消耗100～200公斤镁合金。镁是其他合金(特别是铝合金)的主要组元，它与其他元素配合能使铝合金热处理强化；球墨铸铁用镁作球化剂；而有些金属(如钛和锆)生产又用镁作还原剂；镁是燃烧弹弹，照明弹和闪光弹不能缺少的组成物；镁粉是节日烟花必需的原料；镁是核工业上的结构材料或包装材料；镁肥能促使植物对磷的吸收利用，缺镁植物则生长趋于停滞。镁在人民生活中占有重要地位的一种基础材料。