一种含稀土AZ系镁合金的熔体制备方法技术

本发明专利技术提供了一种含稀土AZ系镁合金的熔体制备方法，步骤包括：将纯镁、纯铝和纯锌熔化后同时置于700℃~750℃的氛围和惰性气氛中进行精炼，精炼完成后封闭坩埚并静置，静置时间为40min~60min；静置工序结束后，将镁合金熔体的中间层液输送到保温电阻炉中，保温电阻炉的温度控制为700℃~750℃；步骤2结束后，将过滤后的稀土合金液输入到保温电阻炉中，并对保温电阻炉内进行抽真空处理，当真空度达到‑0.06MPa时停止抽真空，然后往保温电阻炉内充入惰性气体；在惰性气氛下对保温电阻炉内的溶体进行搅拌，搅拌工序结束后将溶体输送到浇铸系统。本发明专利技术在现有生产流程的基础上，以巧妙而简单的工艺/方案解决了AZ系镁合金制备过程中稀土元素收得率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种含稀土AZ系镁合金的熔体制备方法
本专利技术属于镁合金冶金
，具体涉及一种含稀土AZ系镁合金的熔体制备方法。
技术介绍
镁合金的主要特点是密度低（其密度约为铝的2/3，钢的1/4），还具有比强度和比刚度高，减震性好等特点，其在航空航天、兵器装备等领域应用广泛，特别是Mg-Al系合金具有优良的铸造工艺性能和室温力学性能，且价格便宜。由于稀土元素可以净化镁合金溶体、改善铸造工艺性能、细化合金组织、提高合金的耐蚀性以及增强室温及高温力学性能，通常采用稀土元素对Mg-Al系合金进行合金化，如已开发的AE21，AE42等合金。此外，文献CN109825750A提供了一种低稀土高耐蚀镁合金的制备方法，步骤包括：准备镁锭、锌块、铝块、氯化锰颗粒和Mg-富La混合稀土中间合金；在保护气氛条件下，将镁锭加入熔炼电阻炉中熔化，设置化料温度为750±5℃，获得镁熔体；在SF6与CO2混合保护气氛条件下，将铝块在另外一个熔炼电阻炉中熔化，熔化温度为750±5℃，获得铝熔体；向铝熔体中依次加入锌块、氯化锰颗粒和Mg-富La混合稀土中间合金，同时加入5号熔剂；待全部物料熔化后，获得混合熔体；在SF6与CO2混合保护气氛条件下，将混合溶体加入到镁熔体中，在750±5℃精炼30～40min，然后静置30～60min，在静置过程中降温至690～700℃，制成镁合金熔体。然而，在AZ系镁合金制备过程中，添加稀土元素虽然也能够提高其力学性能，但存在的弊端包括稀土元素收得率不足60%，这也是导致含稀土AZ系镁合金成本高的主要原因之一，因此，有必要开发一种稀土元素收得率高的镁合金冶金技术。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种含稀土AZ系镁合金的熔体制备方法，以解决现有AZ系镁合金制备过程中稀土元素收得率低的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下所述技术方案。一种含稀土AZ系镁合金的熔体制备方法，其特征在于步骤包括：步骤1，将纯镁、纯铝和纯锌熔化后同时置于700℃~750℃的氛围和惰性气氛中进行精炼，精炼完成后封闭坩埚并静置，静置时间为40min~60min；步骤2，静置工序结束后，将镁合金熔体的中间层液输送到保温电阻炉中，保温电阻炉的温度控制为700℃~750℃；步骤3，步骤2结束后，将过滤后的稀土合金液输入到保温电阻炉中，并对保温电阻炉内进行抽真空处理，当真空度达到-0.06MPa时停止抽真空，然后往保温电阻炉内充入惰性气体；步骤4，在惰性气氛下对保温电阻炉内的溶体进行搅拌，搅拌工序结束后将溶体输送到浇铸系统。为进一步提高镁合金制备过程中的稀土元素收得率，步骤3中，加入稀土合金液后，立即进行抽真空处理、充入惰性气体，并在惰性气氛下立即对保温电阻炉内的溶体进行搅拌。作为优选，所述稀土合金为镁钆稀土中间合金或镁钇稀土中间合金。作为优选，步骤1中，所述惰性气体采用氩气，精炼过程中的气体流速为2～5L/min、转速为100r/min～200r/min。作为优选，步骤4中，搅拌工序的转速为40r/min～80r/min，搅拌时间为4-6min。进一步地，搅拌方式采用升降式搅拌，即搅拌熔体的时候搅拌叶片和搅拌轴同时做往复式升降运动。有益效果：本专利技术在现有生产流程的基础上，以巧妙而简单的工艺/方案解决了AZ系镁合金制备过程中稀土元素收得率低的问题，所制备的AZ系镁合金中稀土元素收得率高于90%甚至接近99%，能够大幅降低含稀土AZ系镁合金制造成本，适用于大规模工业生产，对促进其在航空航天、国防军工、汽车、电子等领域的应用具有重大意义。具体实施方式下面对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在此指出以下实施例不能理解为对本专利技术保护范围的限制，本领域普通技术人员根据本专利技术的内容作出一些非本质改进和调整，均在本专利技术保护范围内。实施例1一种含稀土AZ系镁合金的熔体制备方法，本实施例中具体涉及AZ80-2%Y镁合金溶体的制备方法，具体包括如下步骤：步骤1，将纯镁、纯铝和纯锌在730℃熔化后，在730℃的氩气氛围中精炼20min，气体流速为3L/min，转速为120r/min，精炼完成后封闭坩埚静置，静置时间为60min；步骤2，静置工序结束后，将镁合金熔体的中间层液输送到保温电阻炉中，保温电阻炉的温度控制为浇铸温度720℃；步骤3，待熔体输送完毕后，将过滤后的镁钇稀土中间合金液输入到保温电阻炉中，立即开启真空泵，并对保温炉内进行抽真空处理，当真空度达到-0.06MPa时，关闭真空泵，然后立即充入氩气；步骤4，开启搅拌装置，转速60r/min，搅拌时间5min，搅拌时搅拌装置的搅拌轴和搅拌叶以5秒/次的频率往复升降（即每5秒内搅拌轴和搅拌叶完成一次升降运动），搅拌完成后通过电磁泵将溶体输送到浇铸系统。对比实施例1将纯镁、纯铝和纯锌在730℃熔化后，升温到750℃加入镁钇稀土中间合金，然后在730℃氩气精炼20min，气体流速为3L/min，转速为120r/min，精炼完成后封闭坩埚静置，静置时间为60min，静置完成后通过电磁泵将溶体输送到浇铸系统。实施例2一种含稀土AZ系镁合金的熔体制备方法，本实施例中具体涉及AZ31-1%Y镁合金溶体的制备方法，具体包括如下步骤：步骤1，将纯镁、纯铝和纯锌在750℃熔化后，在750℃的氩气氛围中精炼20min，气体流速为2L/min，转速为100r/min，精炼完成后封闭坩埚静置，静置时间为40min；步骤2，静置工序结束后，将镁合金熔体的中间层液输送到保温电阻炉中，保温电阻炉的温度控制为浇铸温度720℃；步骤3，待熔体输送完毕后，将过滤后的镁钇稀土中间合金液输入到保温电阻炉中，开启真空泵，在保温炉中进行抽真空，当真空度达到-0.06MPa时，关闭真空泵，然后充入氩气；步骤4，开启搅拌装置，转速设定为40r/min，搅拌时间设定为5min，搅拌完成后通过电磁泵将溶体输送到浇铸系统。对比实施例2将纯镁、纯铝和纯锌在740℃熔化后，在740℃加入镁钇稀土中间合金，在720℃氩气精炼20min，气体流速为2L/min，转速为100r/min，精炼完成后封闭坩埚静置，静置时间为40min，静置完成后通过电磁泵将溶体输送到浇铸系统。实施例3一种含稀土AZ系镁合金的熔体制备方法，本实施例中具体涉及一种AZ91-2%Ce镁合金溶体的制备方法，具体包括如下步骤：步骤1，将纯镁、纯铝和纯锌在730℃熔化后，在730℃的氩气氛围中精炼20min，气体流速为5L/min，转速为100r/min，精炼完成后封闭坩埚静置，静置时间为50min；步骤2，静置工序结束后，将镁合金熔体的中间层液输送到保温电阻炉中，保温电阻炉的温度控制为浇铸温度710℃；步骤3，待熔体输送完毕后，将过滤后的镁钆稀土本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含稀土AZ系镁合金的熔体制备方法，其特征在于步骤包括：/n步骤1，将纯镁、纯铝和纯锌熔化后同时置于700℃~750℃的氛围和惰性气氛中进行精炼，精炼完成后封闭坩埚并静置，静置时间为40min~60min；/n步骤2，静置工序结束后，将镁合金熔体的中间层液输送到保温电阻炉中，保温电阻炉的温度控制为700℃~750℃；/n步骤3，步骤2结束后，将过滤后的稀土合金液输入到保温电阻炉中，并对保温电阻炉内进行抽真空处理，当真空度达到-0.06MPa时停止抽真空，然后往保温电阻炉内充入惰性气体；/n步骤4，在惰性气氛下对保温电阻炉内的溶体进行搅拌，搅拌工序结束后将溶体输送到浇铸系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种含稀土AZ系镁合金的熔体制备方法，其特征在于步骤包括：
步骤1，将纯镁、纯铝和纯锌熔化后同时置于700℃~750℃的氛围和惰性气氛中进行精炼，精炼完成后封闭坩埚并静置，静置时间为40min~60min；
步骤2，静置工序结束后，将镁合金熔体的中间层液输送到保温电阻炉中，保温电阻炉的温度控制为700℃~750℃；
步骤3，步骤2结束后，将过滤后的稀土合金液输入到保温电阻炉中，并对保温电阻炉内进行抽真空处理，当真空度达到-0.06MPa时停止抽真空，然后往保温电阻炉内充入惰性气体；
步骤4，在惰性气氛下对保温电阻炉内的溶体进行搅拌，搅拌工序结束后将溶体输送到浇铸系统。


2.根据权利要求1所述的熔体制备方法，其特征在于：步骤3...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏祥生，黄树海，林军，康凤，吴洋，胡传凯，陈强，
申请(专利权)人：中国兵器工业第五九研究所，
类型：发明
国别省市：重庆;50