本发明专利技术公开了一种添加稀土钕以提高Mg-6Al-0.35Mn-0.2Zn合金力学性能的方法，其工艺操作顺序:清洁炉内壁以及不锈钢坩埚,将合金原料装入坩埚,将包覆好预先称量的钕粉放到合金添加仓；密封熔炼系统,并对其抽真空,当真空度达到10-3Pa后,关闭真空阀,向炉内充氩气；当氩气压达到102Pa后,关闭一切阀门；升温熔化合金,当坩锅内温度达到800±5度时,从合金添加仓中加入钕粉,并进行充分搅拌、精炼；静置18～20min后降低输入功率,把镁合金熔体温度稳定在680±5)度后，浇注到金属型铸模中；待其冷却后,出炉空冷即可。本发明专利技术能有效地细化AM60镁合金组织，使合金的力学性能得到提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种添加稀土钕以提高Mg-6Al-0.35Mn-0.2Zn合金力学性能的方法，属于合金性能优化
技术介绍
镁合金具有比强度、比刚度高,导热、导电性能好,电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切削加工性优良和易于回收再生等特点,被人们誉为21世纪最具发展潜力和前途的绿色工程材料,被广泛应用于汽车、电子、航天航空等工业领域。国外已采用镁合金制造汽车轮毂、仪表板和方向盘等几十种零部件,其中AZ91和AM60两种镁合金占汽车用镁合金总量的90%。AM60合金韧性好于AZ91合金但强度不及AZ91合金,为了满足轮毂的性能要求,提高AM60合金的力学性能就成为迫切需要解决的问题。目前,已有很多镁-铝合金晶粒细化技术,如过热法、氯化铁法、加碳变质法和加Al4C3、AlN、SiC、TiC细化晶粒法等。这些方法虽有一定的优点,但也有明显不足,如氯化铁法虽然操作温度较低,但却会释放氯化物有害气体,并且氯化物和铁残留在合金中也会导致合金耐腐蚀性能下降。国内外研究表明,稀土元素可以净化合金熔液,改善合金铸造性能、细化组织、增强合金耐蚀性能,进而提高合金的室温及高温性能。我国是镁及镁合金的生产大国,同时又具有丰富的稀土资源,所以研究和开发含有稀土的高性能镁合金具有很重要的现实意义,但相关研究报道并不多见。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题：提供一种添加稀土钕以提高Mg-6Al-0.35Mn-0.2Zn合金力学性能的方法，能有效地细化AM60镁合金组织，形成颗粒状Al11Nd3相并促使B相由不连续网状向颗粒状转变,使其变少、变细，从而使合金的力学性能得到提高。本专利技术的技术方案：一种添加稀土钕以提高Mg-6Al-0.35Mn-0.2Zn合金力学性能的方法，其工艺操作顺序:(1)清洁炉内壁以及不锈钢坩埚,将合金原料装入坩埚,将包覆好预先称量的钕粉放到合金添加仓；(2)密封熔炼系统,并对其抽真空,当真空度达到10-3Pa后,关闭真空阀,向炉内充氩气；(3)当氩气压达到102Pa后,关闭一切阀门；(4)升温熔化合金,当坩锅内温度达到800±5度时,从合金添加仓中加入钕粉,并进行充分搅拌、精炼；(5)静置18～20min后降低输入功率,把镁合金熔体温度稳定在680±5)度后，浇注到金属型铸模中；(6)待其冷却后,出炉空冷即可。所述钕元素以质量分数计为0.9%。本专利技术的有益效果：(1)稀土元素钕能有效地细化AM60镁合金组织,形成颗粒状Al11Nd3相并促使B相由不连续网状向颗粒状转变,使其变少、变细。(2)当AM60镁合金中加入0.9%钕元素时，Rb=230MPa,R0.2=123MPa,D5=14%,具有最好的力学性能；若继续增加钕元素含量，致使Al11Nd3针状相粗大，影响了合金力学性能的提高。具体实施方式：以纯镁、锌、铝和自行熔制的铝-锰中间合金为原料制备AM60基体合金,并在此基础上添加不同含量的钕(分析纯),共配制5种合金,含钕质量分数分别为0、0.3、0.6、0.9、1.2。试验合金在ZRR-M10型真空电阻熔炼炉中熔化、精炼。其工艺操作顺序:(1)清洁炉内壁以及不锈钢坩埚,将合金原料装入坩埚,将包覆好预先称量的钕粉放到合金添加仓；(2)密封熔炼系统,并对其抽真空,当真空度达到10-3Pa后,关闭真空阀,向炉内充氩气；（3)当氩气压达到102Pa后,关闭一切阀门;(4)升温熔化合金,当坩锅内温度达到(800±5)度时,从合金添加仓中加入钕粉,并进行充分搅拌、精炼；(5)静置18~20min后降低输入功率,把镁合金熔体温度稳定在(680±5)度后,浇注到金属型铸模中；(6)待其冷却后,出炉空冷,随后把铸件加工成各种试样，然后在WDW-100KN型拉伸试验机上进行力学性能试验。表1合金的力学性能与铌含量的关系含量00.30.60.91.2抗拉强度180200207230210屈服强度8198117123121延伸率5.18.210.114.011.0由表2可知,合金中加入钕后,其伸长率得到了明显提高,当钕质量分数为0.9%时,合金的伸长率达到最大值14%,比基体AM60镁合金的5%提高了1.8倍,这主要是由于稀土钕能够显著细化合金中A-Mg相和B-Mg17Al12相的结果。但继续增加合金中钕的加入量,会导致合金的伸长率下降。稀土钕对合金抗拉强度和屈服强度的影响与对合金伸长率的影响一致,当钕含量达到0.9%时,合金具有最大的抗拉强度和屈服强度,分别为230MPa和127MPa。与基体合金相比,屈服强度提高了近48%，但抗拉强度的提高不是很明显,约提高了28%。继续增加钕元素的含量，则会导致合金的抗拉强度和屈服强度下降。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种添加稀土钕以提高Mg‑6Al‑0.35Mn‑0.2Zn合金力学性能的方法， 其工艺操作顺序:(1)清洁炉内壁以及不锈钢坩埚,将合金原料装入坩埚,将包覆好预先称量的钕粉放到合金添加仓；(2)密封熔炼系统,并对其抽真空,当真空度达到10‑3Pa后,关闭真空阀,向炉内充氩气；(3)当氩气压达到102Pa后,关闭一切阀门；(4)升温熔化合金,当坩锅内温度达到800±5度时,从合金添加仓中加入钕粉,并进行充分搅拌、精炼；(5)静置18～20 min后降低输入功率,把镁合金熔体温度稳定在680±5)度后，浇注到金属型铸模中；(6)待其冷却后,出炉空冷即可。
【技术特征摘要】
1.一种添加稀土钕以提高Mg-6Al-0.35Mn-0.2Zn合金力学性能的方法，其工艺操作顺序:
(1)清洁炉内壁以及不锈钢坩埚,将合金原料装入坩埚,将包覆好预先称量的钕粉放到合金添加仓；
(2)密封熔炼系统,并对其抽真空,当真空度达到10-3Pa后,关闭真空阀,向炉内充氩气；
(3)当氩气压达到102Pa后,关闭一切阀门；
(4)升温熔化合金,当坩锅内温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：何小红，
申请(专利权)人：何小红，
类型：发明
国别省市：贵州;52
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