本发明专利技术提供一种Mg-Zn-Y镁合金，是由以下质量百分比的组分组成：55.50~56.00%Zn，11.50~13.00%Y，余量为镁和微量杂质元素，所述的Mg-Zn-Y镁合金准晶体积分数为26.8~51.3%；本发明专利技术还提供了Mg-Zn-Y镁合金的制备方法，采用快速凝固喷射方法，操作简单、方便，便于推广应用。本发明专利技术通过快速凝固方法制备的Mg-Zn-Y镁合金，增大了准晶相体积分数，解决了现有制备方法中镁合金准晶含量较低、组织分布不均匀等问题，使其耐腐蚀性及维氏硬度得以提高。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种Mg-Zn-Y镁合金，是由以下质量百分比的组分组成：55.50~56.00%Zn，11.50~13.00%Y，余量为镁和微量杂质元素，所述的Mg-Zn-Y镁合金准晶体积分数为26.8~51.3%；本专利技术还提供了Mg-Zn-Y镁合金的制备方法，采用快速凝固喷射方法，操作简单、方便，便于推广应用。本专利技术通过快速凝固方法制备的Mg-Zn-Y镁合金，增大了准晶相体积分数，解决了现有制备方法中镁合金准晶含量较低、组织分布不均匀等问题，使其耐腐蚀性及维氏硬度得以提高。【专利说明】-种Mg-Zn-Y镁合金及其制备方法
本专利技术涉及高性能镁合金
，具体涉及。
技术介绍
镁合金具有低密度、高的比强度和比刚度、良好的减振性能和磁屏蔽性能等，资源量也 相对丰富，是工程中应用最轻的金属结构材料，在现代工业化应用中具有广阔的应用前景。 其中，又以镁合金在汽车零部件中的应用为重点，近些年来，制造技术和工艺过程的进步有 利地促进了镁合金在汽车行业的应用，镁合金的强韧性、高温性能已经得到大幅度的提升， 但较差的耐腐蚀性能是阻碍镁合金应用的主要因素，成为镁合金作为轻质化结构材料在工 业生产量产化进程中的瓶颈。 研究表明，二十面体准晶（I相)具有显著的腐蚀抗力、高硬度、低摩擦系数、低界面 能，提高镁合金在室温和高温下的耐腐蚀性能，同时改善其力学性能。材料工作者一直在努 力通过制备准晶，尤其是大体积分数的准晶相来改善镁合金的耐腐蚀性及力学性能。镁合 金在接近平衡状态的常规凝固下，微观组织比较粗大且准晶含量较低，快速凝固能扩大固 溶度和改善微观结构，从而显著提高合金耐蚀性，因此越来越受到材料界的重视。但现有快 速凝固的工艺参数制备镁合金准晶含量较低、组织分布不均匀等问题使其耐腐蚀性与力学 性能较差。这些问题已成为制约镁合金材料发展应用的瓶颈。
技术实现思路
为了解决上述镁合金准晶体积分数低，及采用现有快速凝固制备工艺难以获得高耐腐 蚀性镁合金的问题，本专利技术提供了一种Mg-Zn-Y镁合金材料及其快速凝固制备方法，优化 了镁合金成分配比，使生成的准晶相具有较大的体积分数，且在基体中均匀分布，从而解决 准晶含量偏低的问题，使镁合金的耐腐蚀性得到显著提高，满足了镁合金作为高耐腐蚀性 轻质化结构材料在工业生产中的应用要求。 本专利技术技术方案为：本专利技术一种Mg-Zn-Y镁合金，是由以下质量百分比的组分组 成：55. 50?56. 00%Ζη，11. 5(Tl3. 00%Y，余量为镁和微量杂质元素； 所述的Mg-Zn-Y镁合金，合金组织中含有准晶相，准晶体积分数为26. 8飞1. 3%。 本专利技术提供的Mg-Zn-Y镁合金制备方法如下：首先将Mg-Y中间合金、纯镁锭和纯 锌锭熔炼后，制成Mg-Zn-Y铸态合金母锭，将Mg-Zn-Y铸态合金母锭熔化后，采用快速凝固 喷射方法，制得Mg-Zn-Y镁合金；所述的快速凝固喷射方法，采用高真空单辊旋淬系统，所 述的高真空单辊旋淬系统的铜辊转速为40(T800rpm，喷射氩气压力为0. 04、. 09MPa。 所述的高真空单辊旋淬系统的铜辊直径为240mm ; 所述的Mg-Y中间合金，其组成按质量百分比含量为：29. 5(Γ30. 50%Y和 69.50^70. 50%Mg〇 本专利技术Mg-Zn-Y镁合金制备方法，步骤为： 1)常规铸造方法制备Mg-Y中间合金： 以重量配比为29. 5(T30. 50%Y、69. 5(T70. 50%Mg为原料，放入坩埚中加热熔化并升温 至815~845°C，搅拌均匀后浇注金属型，制得Mg-Y中间合金，熔炼过程中通入SF6:C02气体 保护，得Mg-Y中间合金； 步骤1)中所述的Mg-Y中间合金质量百分比含量为Mg-29. 5(Γ30. 50%Y ; 2)制备Mg-Zn-Y铸态合金母锭： 按重量配比称取纯锌锭、Mg-Y中间合金和纯镁锭原料，在SF6和C02混合气体保护下， 将Mg-Y中间合金和纯镁锭放入预热到20(T300°C的容器中，然后升温至7KT740°C，待Mg-Y 中间合金和纯镁锭完全熔化时，加入纯锌锭，搅拌均匀，除去熔液表面的废渣，继续搅拌2~3 分钟，静置15~25分钟；在SF 6和C02混合气体保护下，室温静置：Γ5分钟，浇注成形，制得 Mg-Zn-Y铸态合金母锭； 步骤2)中所述的纯锌锭、Mg-Y中间合金和纯镁锭原料，重量配比为：55. 5(Γ56. 00%纯 锌锭、38. 5(T43. 00%Mg-Y中间合金、余量为纯镁锭。 3)高真空单辊旋淬系统快速凝固喷射制备Mg-Zn-Y镁合金： 将步骤2)制得的Mg-Zn-Y铸态合金母锭破碎，清洗，放入高真空单辊旋淬系统的石英 管中，真空下升温至合金母锭完全熔化，得熔液，在氩气压力为〇. 04~0. 09MPa条件下，将熔 液从石英管下端喷嘴喷射到转速为40(T800rpm的铜辊表面，制得Mg-Zn-Y镁合金。 步骤1)和2)中所述的SF6和C02混合气体，SF6:C02体积比为1:150。 所述的高真空单辊旋淬系统的铜辊转速优选60(T800rpm，最优选铜辊转速为 800rpm ； 所述的高真空单辊旋淬系统的石英管喷嘴与铜辊上切面距离为5~15mm ; 所述的高真空单辊旋淬系统，真空度为3. 0 X l(T3Pa，感应加热功率3KW，石英管喷嘴直 径为〇· 6mm，铜棍直径为240mm ; 所述的Mg-Zn-Y镁合金，按质量百分比含量为：55. 5(Γ56. 00%Zn、ll. 5(Tl3. 00%Y，其余 为镁以及微量杂质元素；名义成分为，按原子百分比计：Mg57Zn37Y6。 toon] 本专利技术的有益效果： (1)本专利技术通过快速凝固方法制备的Mg-Zn-Y镁合金，在原有二十面体准晶相结构基 础上，增大了准晶相体积分数，克服了现有技术准晶制备方法中准晶体积分数偏低的问题， 解决了镁合金准晶含量较低、组织分布不均匀等问题，使其耐腐蚀性得到显著提高。 (2)本专利技术Mg-Zn-Y镁合金，由于二十面体准晶（I相)具有显著的腐蚀抗力、高硬 度、低摩擦系数、低界面能，使得维氏硬度得以提高。另一方面，快速凝固细化了合金中的枝 晶及晶粒、扩大了 Zn、Y在Mg中的固溶度，起到固溶强化作用，这些均有助于包括硬度等 力学性能的提高。 (3)本专利技术制备方法，采用快速凝固方法，较为准确地确定了真空单辊旋淬系统 的铜辊转速等工艺参数与合金中准晶相体积分数的对应关系，操作简单、方便，便于推广应 用。 【专利附图】【附图说明】 图1为实施例1、2、3制备的Mg-Zn-Y镁合金及对比例1制备的镁合金的XRD图 谱； 图2中a图、b图依次为对比例1制备的镁合金的SEM及EDS分析图，c图、d图依次为 实施例3制备的Mg-Zn-Y镁合金的SEM及EDS分析图； 图3中a图为实施例3制备的Mg-Zn-Y镁合金的高分辨透射电镜（HRTEM)，b图为与a 图'B'部分相对应的选取电子衍射（SAED)分析，c图为a图对应'A'和'B'区域的EDS分 析； 图4中a、b、c、d图依次为实施例1、2、3制备的Mg-Zn-Y镁合金及对比例1制备的镁 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Mg‑Zn‑Y镁合金，其特征在于，是由以下质量百分比的组分组成：55.50～56.00%Zn，11.50～13.00%Y，余量为镁和微量杂质元素。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：滕新营，许敏，杨超平，耿继伟，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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