高压压铸镁合金制造技术

镁－稀土－钇－锌合金由以下组成：０．２～１．５％重量的锌和其量落入由线段ＡＢ、ＢＣ、ＣＤ和ＤＡ限定的四边形内的稀土（ＲＥ）和钇，其中：Ａ为１．８％ＲＥ－０．０５％Ｙ，Ｂ为１．０％ＲＥ－０．０５％Ｙ，Ｃ为０．２％ＲＥ－０．８％Ｙ，和Ｄ为１．８％ＲＥ－０．８％Ｙ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及镁合金，更具体地是涉及能通过高压压铸(HPDC)法铸造的 镁合金。
技术介绍
随着限制燃朴消耗和降低向大气排放有害物质的要求日益提高，汽车 制造商正在寻找发展燃料效率更高的车辆，降低车辆的总重量是实现这一 目标的关键。对于任何车辆的重量起主要作用的是发动机和动力传动系的 其它构件。发动机最重要的构件是汽釭体，它占发动机总重量的20~25%。 过去显著减少重量是以引进铝合金汽缸体代替传统的灰口铁体，假若使用 能经受发动机运转过程中所产生的温度和应力的镁合金，则可以实现重量 进一步减少约40%。可以认为这样一种合金的研制，以成本有效的生产工 艺结合所要求的高温机械性能，在考虑适用的镁发动机组制造之前是必须 的。HPDC是用于轻合金构件大量生产的高效生产方法。尽管砂型铸造和 低压/重力金属型铸造的铸造完整性一般高于HPDC,但是HPDC对于较大 体积的大量生产是一种低廉的工艺。最普通的镁基HPDC合金是 AM50(95%Mg， 5%A1), AM60(94%Mg, 6。/。Al)和AZ91(90%Mg， 9%A1和 l%Zn)。不幸的是，在这些合金中没有一种适用于提高的温度下。HPDC在北美的汽车制造商中是普及的而在欧洲和亚洲成为用于铸造 铝合金发动机组的主要工艺。近些年来，研制高温镁合金主要集中在HPDC 处理路线上并且开发出了几种合金。HPDC被认为是实现高生产速率因此降 低制造成本的良好选择方案。要求优先权日为1967年12月4日的US3718460涉及一种"特别适合 压铸"的镁-铝-硅合金。该合金"基本上由含有约0.4~ 1.5%重量的硅，约 3.5 ~约7%重量的铝，最高达约1%重量的锰和最高达约2%重量的锌的镁 所"组成。US3718460没有提到钇。要求优先权日为1995年2月6日的PCT/GB96/00261(WO96/24701)涉 及一种适合HPDC的镁-锌-稀土(Mg-Zn-RE)合金，其中稀土从元素范围角度 进行了特定的限定，但"不打算包括元素如钇。"因此钇作为这种HPDC合 金的合金成分特别加以排除。要求1999年12月15日为优先权的US6322644涉及一种具有改进的高 温性能的镁-基压铸合金，该合金由2~9%的铝，0.5~7%的锶，0~0.6%的 锰，0~0.35%的锌以及剩余部分镁组成。在US6322644中没有提到钇。含钇的各种镁基合金已提出多年。要求优先权日为1963年10月26日的GB 1067915提到"现已发现钇 的加入能导致进一步含锆镁合金的晶粒细化"。该专利广泛涉及含有0.1 ~ 1。/o的锆(Zr),0.1 ~ 10。/。的钇(Y)和最高达10。/。的至少一种选自铍(Be)、铅(Pb)、 镉(Cd)、钙(Ca)、铈(Ce)、铜(Cu)、银(Ag)、铊(T1)、钍(Th)、铋(Bi)和锌(Zn) 的附加合金元素的镁合金。镁合金MLIO,是前苏联研制的，已用于温度最高达250。C的飞机中的 铸造零件多年，ML10是一种高强度的Mg-Nd-Zn-Zr合金。ML19合金同样 基于Mg-Nd-Zn-Zr系统但另外含Y。Mukhina等人的标题为"Investigation of the Microstmcture and Properties of Castable Neodymium and Yttnum-Beanng Magnesium Alloys at Elevated Temperatures"的一篇论文发表在《科学和热处理》，第39巻，1997年中， 指出ML10和ML19合金的典型组成(。/o重量)为ML10 ML19 钕 (Nd)2.2~2.8 1.6-2.3钇 (Y)没有 1.4-2.2锆 (Zr)0.4~1.0 0.4-1.0锌 (Zn)0.1~0.7 0.1 — 0.6镁 (Mg)余量 余量杂质含量为 铁 (Fe)<0.01 硅 (Si) < 0.03铜 (Cu) < 0.03镍 (Ni) < 0.005铝 (Al) <0.02铍 (Be) 〈0.01ML10和ML19是两种砂型铸造合金，并且两种合金均没有发现作为 HPDC合金而为工业所接受.要求优先权日为1973年3月14日的GB 1378281 "涉及镁基轻结构合 金，特别是那些用于生产在使用中经受加热的部件"。该合金含有0.8 ~ 6.0%Y, 0.5~4.0%Nd， 0.1~2.2%Zn, 0.31 ~ l.l%Zr,最高达0.05。/。Cu,最 高达0.2。/。锰(Mn)和余量镁。有关的US专利，US4116731,要求保护一种同 样组成的合金，这种合金是一种经"热处理和时效"的合金，其中"不低 于钕和钇总量50%的钕和钇添加剂在热处理后进入固溶体"；该合金，在大 约535'C下热处理了 4~8小时后，于空气中冷却，然后于大约200'C下时 效12小时。要求优先权日为1981年5月25日的US4401621涉及的娱合金由以下 组成"(a)1.5 ~ 10%重量的钇成分，其由至少60%重量的钇和剩余部分(如果 有的话)重稀土金属组成，和(b)l ~ 6%重量的钕成分，其由至少60%重量的钕，不大于25%重量 的镧和基本上所有的剩余部分(如果有的话)镨组成， 合金的剩余部分由镁组成"。要求优先权日为2002年1月10日的US 6767506 "涉及适合在高达 250 ~ 300'C的温度下使用的镁基合金".US 6767506的合金含有2.7 ~ 3.3% 的Nd， Y的量最高达2.60/。， 0.2 0.8。/。的Zr， 0.2 ~ 0.8%的Zn， 0.03 ~ 0.25% 的Ca, 0~0.001%的Be和至少92%的Mg。这些合金据说特别适于砂型铸 造、金属型铸造以及直接冷铸，随后挤压和/或锻造。在US 6767506中没有 示意该合金适合于HPDC。Mg-RE-Y合金可作为重力铸造和砂型铸造合金使用，能被热处理以达 到所需特性。它们RE和Y两者的添加量很高，目的在于在形成Mg-RE型 晶界相，和两个沉淀相，即Mg12Nd和Mg24YdS.即使在室温下Y在Mg 中也有很高的溶解度，并且如此高的Y含量是获得高沉淀所必须的。就本 专利技术人所知道来说，没有发现含Y的Mg基合金能作为HPDC合金被工业 接受。专利技术概述第一方面，本专利技术提供一种镁-稀土-钇-锌合金，其由以下组成 稀土(RE)(—种或多种)和钇(Y),其量落入由线段AB、 BC、 CD和DA 限定的四边形内，其中A为1.8% RE-0.05% Y,B为1.0%RE-0.05% Y，C为0.2% RE - 0.8% Y，和D为1.8% RE-0.8% Y; 0.2- 1.5。/。的锌(Zn); 0 0.25。/。的铝(A1); 0~0.2%的锆问； 0 0.3。/。的锰(Mn);0~0.1%的氧化抑制元素(一种或多种)，以及除了偶存杂质外余量为镁(Mg)。除非另有陈述，本文中的所有百分比 皆为重量百分比。在本说明书的整个过程中词"稀土"应理解成指具有原子序数为57~ 71,即镧(La) ~镥(Lu)的任何元素或元素的组合。由线段AB、 BC、 CD和DA限定的四边形在附图说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁－稀土－钇－锌合金，由以下组成：其量落入由线段ＡＢ、ＢＣ、ＣＤ和ＤＡ限定的四边形内的稀土（ＲＥ）和钇，其中：Ａ为１．８％ＲＥ－０．０５％Ｙ，Ｂ为１．０％ＲＥ－０．０５％Ｙ，Ｃ为０．２％ＲＥ－０．８％Ｙ，和Ｄ为１．８％ＲＥ－０．８％Ｙ；０．２～１．５％的锌；０～０．２５％的铝；０～０．２％的锆；０～０．３％的锰；０～０．１％的氧化抑制元素，以及除偶存杂质外剩余量为镁（Ｍｇ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克A吉布森，科琳J贝特尔斯，
申请(专利权)人：铸造中心有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]