一种制备稀土镁合金的方法技术

一种制备稀土镁合金的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1. 将金属Mg、各种纯稀土中间合金、其他原料、操作工具和设备进行预热；S2. 将预热好的原料在保护气体下依次合金化，得到合金液A；S3. 将各种纯稀土中间合金依次加入到所述步骤（2）中得到的合金液A中，再进行熔化搅拌，得到合金液B；S4. 将所述步骤（3）中得到的合金液B进行搅拌、捞渣、精炼、静置及打渣，得到纯净且均匀化的镁合金液；S5. 将所述步骤（5）中得到的镁合金液进行压铸，得到镁合金试样或产品。本发明专利技术改变反应原料的构成，从而降低成本的同时，保证产品各项指标不变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属材料
，特别涉及一种低成本制备稀土镁合金的方法。
技术介绍
镁合金是迄今为止最轻的金属结构材料，其密度仅相当于铝的2/3，钢的1/4，使其拥有很高的比强度及比刚度。另外，镁合金还具有良好的阻尼减震性、机械加工性、尺寸稳定性和易回收等特点，使其被广泛运用于3C产业、汽车制造和航空航天配件等方面。在资源储量方面，我国的镁资源储量特别丰富，这为我国镁工业的可持续发展提供了物质保证。稀土（简称RE）对镁合金具有“四强四化”的作用，即镁合金添加RE进行合金化有利于改善镁合金的各项性能，尤其是在提高镁合金的高温强度和耐蚀性方面尤为突出。然而，稀土镁合金熔体或合金锭的生产成本极高，极大的阻碍了稀土镁合金的产业化运用，故此，亟待开发出一种低成本制备稀土镁合金的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述市场需求和稀土镁合金生产成本高的不足，提供一种低成本制备稀土镁合金的方法。此制备方法制备的稀土镁合金具有成本低，与常规方法制备的稀土镁合金锭或熔体质量相同，且能用于生产压铸产品。为了实现上述目的，本专利技术提供以下的技术方案：一种低成本制备稀土镁合金的方法，此方法是根据稀土镁合金成分，确定RE种类及质量百分比，在制备稀土镁合金时，不使用稀土元素与非稀土元素的中间合金（简称半稀土中间合金）为原材料，而是直接使用稀土元素与稀土元素的中间合金（简称纯稀土中间合金）为原材料，然后添加到未使用稀土的合金化镁熔体中，从而制备出稀土镁合金锭或熔体。其制备方法包括如下步骤：(1）将金属Mg、纯稀土中间合金、其他原料、操作工具和设备进行预热；(2）将预热好的原料（除纯稀土中间合金）在保护气体下依次合金化，得到合金液A；(3）将所述步骤（2）中得到的合金液A添加到纯稀土中间合金，再进行熔化搅拌，得到合金液B；(4）将所述步骤（3）中得到的合金液B进行搅拌、捞渣、精炼、静置及打渣，得到纯净且均匀化的镁合金液；(5）将所述步骤（5）中得到的镁合金液进行压铸，得到镁合金试样或产品。优选的，所述步骤（1）中金属Mg、纯稀土中间合金、其他原料、操作工具和设备的预热温度为220~330℃，预热时间为0.5~3H；优选的，所述步骤（2）中的合金液温度为680~780℃，N2的流量为0.8~1.8m3/H，SF6的流量为0.25~0.65ml/min。优选的，所述步骤（3）中的加料温度为730~790℃，搅拌时间为5~10min。优选的，所述步骤（4）中的精炼温度为720~770℃，精炼时间为10~30min，Ar流量为0.1~0.5m3/H。优选的，所述步骤（4）中的静置温度为680~740℃，静置时间为20~60min。优选的，所述步骤（5）中的压铸温度为680~720℃。本专利技术的优点和有益效果在于减少了纯稀土与非稀土元素合金化的过程（即未生产半稀土中间合金），有效的降低了原材料的成本，且不影响生产的稀土镁合金锭及熔体的特性，从而降低了稀土镁合金的生产成本。具体实施方式下面结合具体实施例进一步详细说明本专利技术。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、设备和方法为本
常规市购的试剂、设备和常规使用的方法。下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步描述，本专利技术的实施例所用镁合金的成分为Al，4.0%；Ce，2.0%；La，1.2%；Sm：0.8%；Mn：0.4%；余量为Mg和不可避免的杂质。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本专利技术具体实施例的技术方案是：（1）将金属Mg、金属Al、金属Mn粉和CeLaSm中间合金、操作工具和设备预热；（2）将预热好的金属Mg在保护气体下熔炼，得到合金液A；（3）将所述步骤（2）中得到的合金液添加金属Al进行熔化搅拌，得到合金液B；（4）将所述步骤（3）中得到的合金液升温添加Mn粉，再熔化搅拌，得到合金液C；（5）将所述步骤（4）中得到的合金液保温添加CeLaSm中间合金，再熔化搅拌，得到合金液D；（6）将所述步骤（5）中得到的合金液D依次进行搅拌、捞渣、精炼、静置及打渣，得到纯净且均匀化的镁合金液；（7）将所述步骤（6）中得到的镁合金液进行压铸，得到压铸试样。本专利技术将金属Mg、金属Al、金属Mn粉和CeLaSm中间合金、操作工具和设备预热。本专利技术对所述的预热操作没有特殊限制，采用本领域技术人员常用的预热技术方案即可。在本专利技术中，所述预热温度优选为220~330℃，更优选为300~320℃；所述预热时间优选为0.5~3.0H，更优选为1.0~1.5H。在本专利技术中，所述预热作用是除去金属Mg、金属Al、金属Mn粉、CeLaSm中间合金、操作工具和设备中的水分，防止发生危险。本专利技术将预热好的金属Mg在保护气体下熔炼，得到合金液A。本专利技术对所述的熔炼操作没有特殊限制，采用本领域技术人员常用的熔炼技术方案即可。在本专利技术中，所述熔炼温度优选为700~730℃，更优选为710~720℃。在本专利技术中，所述熔炼过程优选在保护气体下进行。本专利技术中所述保护气体优选为N2和SF6的混合气体，N2的流量优选为0.8~1.8m3/H，更优选为0.9~1.1m3/H；SF6的流量为0.25~0.65ml/min，更优选为0.3~0.4ml/min。在本专利技术中，所述保护气体的作用是防止合金液的燃烧。本专利技术将熔炼好的合金液A添加金属Al进行熔化搅拌，得到合金液B。在本专利技术中，需要保证金属Al不与铁坩埚接触，其作用是防止坩埚被金属Al腐蚀。在本专利技术中，所述熔炼温度优选为700~730℃，更优选为710~720℃。在本专利技术中，所述合金液A添加金属Al的作用是对纯镁进行合金化。本专利技术将熔炼好的合金液B添加金属Mn粉，并进行熔化搅拌，得到合金液C。在本专利技术中，金属Mn粉需要使用铝箔包好，然后使用预热好的加料勺压入液面下，并使其悬置于液体内，待熔化后再搅拌均匀。在本专利技术中，所述熔炼温度优选为750~780℃，更优选为760~770℃。在本专利技术中，所述合金液B添加金属Mn粉的作用是除去镁熔体的杂质Fe，降低RE的损耗。本专利技术将熔炼好的合金液C添加CeLaSm中间合金进行熔化搅拌，得到合金液D。在本专利技术中，需要保证CeLaSm中间合金不与铁坩埚接触，其作用是防止坩埚与CeLaSm中间合金反应消耗稀土。在本专利技术中，所述熔炼温度优选为750~780℃，更优选为760~770℃。在本专利技术中，所述合金液C添加CeLaSm中间合金的作用是对熔体进行合金化。本专利技术将合金液D依次进行搅拌、捞渣、精炼、静置及打渣，得到纯净且均匀化的镁合金液。本专利技术对所述的捞渣和打渣操作没有特殊限制，采用本领域技术人员常用的捞渣和打渣技术方案即可。在本专利技术中，所述搅拌为人工搅拌，搅拌温度优选为730~760℃，更优选为740~750℃；搅拌时间优选为15~25min，更优选为17~20min。在本专利技术中，精炼温度优选为730~760℃，更优选为740~750℃；精炼时间为20~60min，更优选为20~30min；精炼气体为Ar，流量优选为0.1~0.5m3/H，更优选为0.2~0.3m3/H。在本专利技术中，静置温度优选为710~740℃，更优选为720~730℃；静置时间优选为30~60min，更优选为4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备稀土镁合金的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1. 将金属Mg、各种纯稀土中间合金、其他原料、操作工具和设备进行预热；S2. 将预热好的原料在保护气体下依次合金化，得到合金液A；S3. 将各种纯稀土中间合金依次加入到所述步骤（2）中得到的合金液A中，再进行熔化搅拌，得到合金液B；S4. 将所述步骤（3）中得到的合金液B进行搅拌、捞渣、精炼、静置及打渣，得到纯净且均匀化的镁合金液；S5. 将所述步骤（5）中得到的镁合金液进行压铸，得到镁合金试样或产品。

【技术特征摘要】
1.一种制备稀土镁合金的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将金属Mg、各种纯稀土中间合金、其他原料、操作工具和设备进行预热；S2.将预热好的原料在保护气体下依次合金化，得到合金液A；S3.将各种纯稀土中间合金依次加入到所述步骤（2）中得到的合金液A中，再进行熔化搅拌，得到合金液B；S4.将所述步骤（3）中得到的合金液B进行搅拌、捞渣、精炼、静置及打渣，得到纯净且均匀化的镁合金液；S5.将所述步骤（5）中得到的镁合金液进行压铸，得到镁合金试样或产品。2.根据权利要求1所述的制备稀土镁合金的方法，其特征在于，所述的各种纯稀土中间合金为金属铝、金属锰和铈镧钐合金。3.根据权利要求1所述的制备稀土镁合金的方法，其特征在于，所述的加入顺序为，先加入金属铝，再加入金属锰，最后加入铈镧钐合金。4.根据权利要求1所述的制备稀土镁合金的方法，其特征在于，所述的稀土镁铝合金中各组分占比为，Al3.5~4.5%，Ce1.5~2.5%，La1~1.5%，Sm0.5~1%，锰0.3~0.5%。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李远发，张亚琴，刘德茂，陈亚，刘海平，高海亮，黄维中，宋卓能，
申请(专利权)人：嘉瑞科技惠州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44