高塑性压铸镁合金及其成形方法技术

本发明专利技术提供了一种高塑性压铸镁合金及其成形方法，所述镁合金包括以下质量百分含量的各组分：RE4～8％，Al2～8％，Mn0.3～1.0％，Zn0.5～1.0％，Ca0.1～1.0％，余量为Mg和不可避免杂质。本发明专利技术的高塑性压铸镁合金经压铸后，合金的延伸率δ≥15％。本发明专利技术制备的高塑性镁合金相比普通的压铸镁合金AZ91，AM60等，延伸率大大提高，同时铸造性能优异，成本低廉，工艺简单，具有很好的实际应用价值。

High plastic die casting magnesium alloy and forming method thereof

The invention provides a high plasticity magnesium alloy and its forming method, each following weight percent of the magnesium alloy include: RE4 ~ 8%, Al2 ~ 8%, Mn0.3 ~ 1%, Zn0.5 ~ 1%, Ca0.1 ~ 1%, the rest is Mg and inevitable impurities. The invention has high plasticity magnesium alloy by die casting, the elongation of the alloy is more than 15%. High plasticity magnesium alloy prepared by the invention compared to die casting magnesium alloy AZ91, ordinary AM60, the elongation rate is greatly improved, while casting excellent performance, low cost, simple process, and has very good practical value.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高塑性压铸镁合金及其成形方法，属于金属材料类及冶金领域。
技术介绍
镁合金具有密度低、比强度、比刚度高，电磁屏蔽性能强，减震性能好资源丰富，切削加工型优良等一系列优点，是目前工业应用中最轻的金属结构材料。近年来，环境污染问题日益突出，汽车实现节能减排，汽车材料的轻量化首当其冲。压力铸造是一种高效率的少、无切削加工方法，它是各种铸造方法中生产铸件精度最高的方法之一，材料的利用率高达90％以上，而且可以获得形状复杂、尺寸精确、粗糙度低的薄壁零件。普通商业压铸镁合金延伸率都比较低，比如典型的AZ91D、AM60B、AS41A和AE42延伸率分别为3％，6％，4％和10％左右。实际应用中，镁合金结构件经常遭受剪切应力和拉伸应力而断裂，因此，提高压铸镁合金塑形势在必行。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种高塑性压铸镁合金及其成形方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供了一种高塑性压铸镁合金，包括以下质量百分含量的各组分：RE4～8％，Al2～8％，Mn0.3～1.0％，Zn0.5～1.0％，Ca0.1～1.0％，余量为Mg和不可避免杂质。优选地，所述镁合金包括以下质量百分含量的各组分：RE4～8％，Al2～6％，Mn0.4～0.5％，Zn0.5～0.6％，Ca0.2～0.5％，余量为Mg和不可避免杂质。若Mn含量过高，会形成Al-Mn相，合金力学性能下降；含量过低会可能导致合金抗腐蚀能力降低。若Zn含量过高会导致合金热烈问题突出，成型困难；含量过低会导致固溶强化效果差，合金屈服强度降低。本专利技术的镁合金中，加入了Ca，其作用是提高高温力学性能，同时有助于细化晶粒；若加入的Ca含量过高，会导致形成较多的块状Mg2Ca，Al2Ca等；含量过低，会导致改善合金性能的作用较弱。优选地，所述RE为Ce、La中的至少一种。选择Ce和/或La加入镁合金中，可形成RE相，改善合金的微观组织，提高合金塑性和屈服强度。本专利技术还提供了一种高塑性压铸镁合金的成形方法，包括以下步骤：按比例称取原料，预热原料和坩埚；将镁锭放入坩埚中，升温至700℃，待镁锭全部融化后加入Zn和Al锭，保温15分钟；升温至730℃，搅拌后将Mg-RE和Mg-Mn中间合金放入坩埚，保温15分钟；密封坩埚后在750℃保温，待合金元素全部熔化后开炉进行精炼；精炼完后冷却至730℃保温15分钟，扒渣；将扒渣后的金属液浇铸至金属模具中，进行压铸，即得。优选地，所述精炼时间为10分钟，精炼过程中保持均匀搅拌。优选地，所述金属液浇铸时的温度为700℃。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术制备的高塑性镁合金延伸率≥15％，同时屈服强度保持在150MPa左右，相比普通的压铸镁合金AZ91，AM60等，延伸率大大提高，同时铸造性能优异，成本低廉，工艺简单，具有很好的实际应用价值。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为实施例1压铸合金的金相照片；图2为实施例1压铸合金的典型拉伸曲线；图3为实施例2压铸合金的金相照片；图4为实施例2压铸合金的典型拉伸曲线。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1本实施例提供了一种高塑性压铸镁合金，包括以下重量百分比的各组分：La6％，Al5％，Mn0.4％，Zn0.6％，Ca0.2％，余量为Mg和不可避免杂质；其制备方法如下：同时预热原材料(230℃)与坩埚(400℃)，然后将其放入井式电阻坩埚炉中融化。升温至700℃，待镁锭全部融化后加入Zn和Al锭，保温15分钟。升温至730℃，搅拌后将事先预热好的Mg-La，Mg-Mn和Mg-Ca中间合金放入坩埚，保温15分钟。密封坩埚后在750℃保温，待合金元素全部熔化后开炉进行精炼10分钟左右，过程中应保持均匀搅拌且金属液面不动防止氧化，搅拌均匀后断电待金属冷却至730℃。保温15分钟，扒渣。调整浇注温度到700℃，将金属液浇铸至事先预热的金属模具中，开始压铸过程，表1是压铸参数表。表1压铸参数表本实施例制备的镁合金的金相照片如图1所示，拉伸曲线如图2所示。从图中可看出，晶粒为等轴枝晶，尺寸细小均匀，小于20μm，拉伸性能明显优于现有的商业压铸合金AZ91，AM60等。本实施例制备的镁合金延伸率为15.1％，屈服强度为153MPa。相比传统的商业压铸镁合金AZ91D在保持屈服不降低的前提下，延伸率大大提高。实施例2本实施例高塑性压铸镁合金重量百分比为：La、Ce混合稀土8％，Al6％，Mn0.5％，Zn0.5％，Ca0.5％，余量为Mg和不可避免杂质；其制备方法如下：同时预热原材料(230℃)与坩埚(400℃)，然后将其放入井式电阻坩埚炉中融化。升温至700℃，待镁锭全部融化后加入Zn和Al锭，保温15分钟。升温至730℃，搅拌后将事先预热好的Mg-Ce、Mg-La和Mg-Mn中间合金放入坩埚，保温15分钟。密封坩埚后在750℃保温，待合金元素全部熔化后开炉进行精炼10分钟左右，过程中应保持均匀搅拌且金属液面不动防止氧化，搅拌均匀后断电待金属冷却至730℃。保温15分钟，扒渣。调整浇注温度到700℃，将金属液浇铸至事先预热的金属模具中，开始压铸过程，表2是压铸参数表。表2压铸参数表本实施例制备的镁合金的金相照片如图3所示，拉伸曲线如图4所示。从图中可看出，晶粒为等轴枝晶，尺寸细小均匀，小于20μm，拉伸性能明显优于现有的商业压铸合金AZ91，AM60等。本实施例制备的镁合金延伸率为15.1％，屈服强度为151MPa。相比传统的商业压铸镁合金AZ91D在保持屈服不降低的前提下，延伸率大大提高。对比例1本对比例为现有技术CN103451459A。第一步，原料配置按照所制得的镁合金的组成元素的质量百分比是，Al：5％、Mn：0.4％、Si：0.5％、Ce：2％、La：2％、杂质元素Zn≤0.22、杂质元素Cu≤0.01、杂质元素Fe≤0.005、杂质元素Ni≤0.002和Mg为余量，以上各组分元素的质量百分比的总和为100％，称取商用AM50镁锭10kg、粒径<1mm的纯SiO2颗粒0.16kg和商购的镁-铈镧中间合金1kg，所用商用AM50镁锭的组成元素分的质量百分比是，Al：5％、Mn：0.4％、Zn≤0.22、Cu≤0.01、Fe≤0.005、Si≤0.10、Ni≤0.002和Mg为余量，以上各组分元素的质量百分比的总和为100％，所用商购镁-铈镧中间合金的组成元素的质量百分比是，Mg：60％、Ce：20％和La：20％；第二步，商用AM50镁锭和纯SiO2原料的预处理将第一步称取的纯SiO2在300℃的温度下烘干，烘干时间为40分钟，在第一步称取的一块商用AM50镁锭上钻孔，孔径的大小以能填入全部称取的SiO2为准，将烘干好的纯SiO2置于钻好的孔中，并用另外的镁块将孔封住；第三步，镁合金溶液的制备和精炼将第二步处理过的商用AM50镁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高塑性压铸镁合金，其特征在于，包括以下质量百分含量的各组分：RE4～8％，Al2～8％，Mn0.3～1.0％，Zn0.5～1.0％，Ca0.1～1.0％，余量为Mg和不可避免杂质。

【技术特征摘要】
1.一种高塑性压铸镁合金，其特征在于，包括以下质量百分含量的各组分：RE4～8％，Al2～8％，Mn0.3～1.0％，Zn0.5～1.0％，Ca0.1～1.0％，余量为Mg和不可避免杂质。2.根据权利要求1所述的高塑性压铸镁合金，其特征在于，所述镁合金包括以下质量百分含量的各组分：RE4～8％，Al2～6％，Mn0.4～0.5％，Zn0.5～0.6％，Ca0.2～0.5％，余量为Mg和不可避免杂质。3.根据权利要求1或2所述的高塑性压铸镁合金，其特征在于，所述RE为Ce、La中的至少一种。4.一种根据权利要求1所述的高塑性压铸镁合金的成形方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德江，曾小勤，苏创业，王乐耘，邹建新，丁文江，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31