一种镍变质含硅镁合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种镍变质含硅镁合金及其制备方法，属冶金材料技术领域。本发明专利技术合金的组分及重量百分比为：铝：0–6.5%，硅：0.5–2.0%，镍：0.1–1.0%，剩余部分为镁和不可避免的杂质。本发明专利技术合金的制备工艺为：在气体保护下，将纯镁、纯铝与纯硅熔化后，加入Al‑Ni或者Mg‑Ni中间合金，对合金液精炼后进行铸造。本发明专利技术通过在含硅镁合金中加入Ni来细化合金晶粒尺寸，变质含硅镁合金中Mg2Si强化相，起到组织细化和合金强化的作用。

A Nickel Modified Silicon-Containing Magnesium Alloy and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种镍变质含硅镁合金及其制备方法
本专利技术涉及一种镍变质含硅镁合金及其制备方法，属冶金材料

技术介绍
在所有金属结构材料中镁合金是最轻的，其比强度、比刚度高，铸造性、切削加工性和阻尼减振性好，电磁屏蔽能力强且容易回收利用，在汽车、计算机、通讯、电子、航空航天等工业领域具有重要的应用价值。近年来，随着多种金属矿产资源的逐渐减少和枯竭，镁合金因其资源丰富的优势而呈现良好的发展前景，结构轻量化及环境保护的需要更是促进了镁合金的开发。含硅镁合金是一种商业上广泛应用的耐热镁合金，这是由于硅和镁形成的Mg2Si强化相熔点高(1085℃)，密度与镁基体相近，弹性模量高，热膨胀系数低，但是，这种合金只适合用冷却速度较快的压铸制备，而不能用砂型或金属型铸造，原因是冷却速度较慢Mg2Si强化相会形成粗大的树枝状或汉字状形貌，割裂基体，从而恶化合金的力学性能，如何细化合金的组织尤其是Mg2Si相成为解决问题的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是，为了克服现有含硅镁合金组织、Mg2Si强化相粗大等弊端，改善含硅镁合金力学性能，以扩大含硅镁合金的应用范围，本专利技术提出一种镍变质含硅镁合金及其制备方法。本专利技术实现的技术方案如下，一种镍变质含硅镁合金，其组分及重量百分比为：铝：0－6.5%，硅：0.5－2.0%，镍：0.1－1.0%，剩余部分为Mg和不可避免的杂质。一种镍变质含硅镁合金的制备方法，包括以下步骤：（1）将纯镁、纯铝、纯硅预热，并烘干；将精炼剂及模具预热；（2）将纯镁在CO2与SF6混合气体保护下熔化，待熔体温度升至710－730℃时，加入预热的纯铝、纯硅，以及含Ni中间合金，然后搅拌至合金元素完全溶入熔体，将熔体升温至740－760℃并加入精炼剂进行精炼，在740－760℃保温30－40分钟后降温至710－740℃；（3）撇去浮渣后，在CO2与SF6混合气体保护下进行浇铸成型。所述含Ni中间合金的加入方法如下：将含Ni中间合金干燥并经铝箔包裹后，用钟罩迅速压入熔体液面以下10－15分钟，熔体在740－760℃保温30－40分钟后，对合金液精炼后进行铸造。所述含Ni中间合金为Mg－Ni中间合金形式或者Al－Ni中间合金形式。所述CO2与SF6混合气体中SF6体积分数为0.5%。所述浇铸成型，采用压铸、低压铸造、金属型铸造或砂型铸造。所述纯镁、纯铝、纯硅的预热温度为160－210℃，预热时间为15－25分钟；精炼剂及模具的预热温度为160－210℃，预热时间为25－55分钟。本专利技术的有益效果：本专利技术通过在含硅镁合金通过添加Mg-Ni中间合金或者Al-Ni中间合金，来细化合金晶粒尺寸，变质含硅镁合金中Mg2Si强化相，起到组织细化和合金强化的作用。专利技术熔炼工艺简单，合金成本低，强度与塑性高。具体实施方式本专利技术的具体实施方式如下：实施例1本实施例的合金成分(按重量百分比计)为：铝占2%，硅占1%，Ni占0.2%，其余为镁和不可避免的杂质。首先，将纯镁、纯铝、纯硅在160-210℃预热15-25分钟，并烘干；将精炼剂在160-210℃预热25-55分钟；然后，将纯镁在CO2与SF6混合气体(SF6体积分数为0.5%)保护下放入电阻炉中熔化，待熔体温度升至710℃时，向熔体中加入纯铝、纯硅与Al-10Ni中间合金，所述Ni元素的加入方法是：将Al-10Ni中间合金干燥并经铝箔包裹后，用钟罩迅速压入熔体液面以下10分钟；然后，搅拌至合金元素完全溶入熔体，将熔体升温至760℃并加入占熔体重量1.2%的RJ-2熔剂进行精炼，在760℃保温40分钟后降温至740℃，撇去浮渣进行浇铸，浇铸用模具在160℃预热45分钟。实施例2本实施例的合金成分(按重量百分比计)为：铝占4%，硅占1%，Ni占0.4%，其余为镁和不可避免的杂质。首先，将纯镁、纯铝、纯硅在160-210℃预热15-25分钟，并烘干。将精炼剂在160-210℃预热25-55分钟；然后，将纯镁在CO2与SF6混合气体(SF6体积分数为0.5%)保护下放入电阻炉中熔化，待熔体温度升至710℃时，向熔体中加入纯铝、纯硅与Mg-5Ni中间合金，所述Ni元素的加入方法是：将Mg-5Ni中间合金干燥并经铝箔包裹后，用钟罩迅速压入熔体液面以下15分钟；然后，搅拌至合金元素完全溶入熔体，将熔体升温至760℃并加入占熔体重量1.2%的RJ-2熔剂进行精炼，在760℃保温40分钟后降温至740℃，撇去浮渣进行浇铸，浇铸用模具在160℃预热45分钟。实施例3本实施例的合金成分(按重量百分比计)为：铝占4%，硅占1%，Ni占0.6%，其余为镁和不可避免的杂质。首先，将纯镁、纯铝、纯硅在160-210℃预热15-25分钟，并烘干；将精炼剂在160-210℃预热25-55分钟；然后，将纯镁在CO2与SF6混合气体(SF6体积分数为0.5%)保护下放入电阻炉中熔化，熔化后待熔体温度升至710℃时，向熔体中加入纯铝、纯硅与Mg-5Ni中间合金，所述Ni元素的加入方法是：将Mg-5Ni中间合金干燥并经铝箔包裹后，用钟罩迅速压入熔体液面以下12分钟；然后，搅拌至合金元素完全溶入熔体，将熔体升温至760℃并加入占熔体重量1.2%的RJ-2熔剂进行精炼，在760℃保温40分钟后降温至740℃，撇去浮渣进行浇铸，浇铸用模具在160℃预热45分钟。实施例4本实施例的合金成分(按重量百分比计)为：铝占6%，硅占1%，Ni占0.8%，其余为镁和不可避免的杂质。首先，将纯镁、纯铝、纯硅在160-210℃预热15-25分钟，并烘干；将精炼剂在160-210℃预热25-55分钟；然后，将纯镁在CO2与SF6混合气体(SF6体积分数为0.5%)保护下放入电阻炉中熔化，熔化后待熔体温度升至710℃时，向熔体中加入纯铝、纯硅与Al-10Ni中间合金，所述Ni元素的加入方法是：将Al-10Ni中间合金干燥并经铝箔包裹后，用钟罩迅速压入熔体液面以下15分钟；然后，搅拌至合金元素完全溶入熔体，将熔体升温至760℃并加入占熔体重量1.2%的RJ-2熔剂进行精炼，在760℃保温40分钟后降温至740℃，撇去浮渣进行浇铸，浇铸用模具在160℃预热45分钟。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Ni变质含Si镁合金，其特征在于，其组分及重量百分比为：铝：0－6.5 %，硅：0.5－2.0 %，镍：0.1－1.0 %，剩余部分为Mg和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种Ni变质含Si镁合金，其特征在于，其组分及重量百分比为：铝：0－6.5%，硅：0.5－2.0%，镍：0.1－1.0%，剩余部分为Mg和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的Ni变质含Si镁合金的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）先将纯镁、纯铝、纯硅预热，并烘干；将精炼剂及模具预热；（2）将纯镁在CO2与SF6混合气体保护下熔化，待熔体温度升至710－730℃时，加入预热的纯铝、纯硅，以及含Ni中间合金，然后搅拌至合金元素完全溶入熔体，将熔体升温至740－760℃并加入精炼剂进行精炼，在740－760℃保温30－40分钟后降温至710－740℃；（3）撇去浮渣后，在CO2与SF6混合气体保护下进行浇铸成型。3.根据权利要求2所述的Ni变质含Si镁合金的制备方法，其特征在于，所述含Ni中间合金的加入方法如下：...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭炜，陈威，陆德平，
申请(专利权)人：江西省科学院应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：江西,36