【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镁合金材料制备，具体涉及一种高强度铸造镁合金的制备方法。
技术介绍
1、轻量化的要求使镁合金在汽车、航空航天、电讯等行业获得了日益广泛的应用，与铝合金相比，低强度限制了镁合金的应用，设计并合成更高强度的镁合金已经成为国际热点之一。利用合金元素细化镁合金铸态组织并提高其铸态力学性能是合成高强度镁合金的新途径。通常采用的细化方法是在镁合金中添加一定比例的稀土元素，如la，ce，y，gd等，然而由于其昂贵的价格，限制了其广泛的应用。碱土元素sr及过渡族元素ti价格低廉，且在镁合金的合金化过程中具有细化组织，生成高熔点强化相等优良特性，因此受到国内外的广泛关注。已有研究表明过量添加合金元素sr或ti会形成粗大第二相而割裂基体，使镁合金的性能下降。
2、cn116103551a公开了一种高温高强韧铸造镁合金的制备方法，以质量百分比计，含有5％-6％的高固溶度稀土元素，2％-3％稀土元素y，1.5％-3％锌，余量为镁。该工艺采用将原料熔炼，浇铸，得到铸锭。将铸锭去皮后，进行固溶处理，空冷至室温，制备完成。本专利技术最终制备得到的铸造镁合金性能达到：室温屈服强度205-212mpa，抗拉强度257-273mpa，延伸率14％-17％。该工艺采用的7％-9％的稀土元素，由于稀土元素价格昂贵，铸造过程中的收率较低，将会大大地增加制备成本。cn114836663a公开了一种高强度铸造镁合金及其制备方法，其质量百分比为zn7％，al3％-5％，mn0.3％-0.5％，re0.5％-1％，总量≤0.04％的不可避免杂质，余量为
3、为了克服现有技术上的缺点和不足，本专利技术的目的在于采用sr和ti元素协同细化的作用来细化镁合金晶粒，从而提高镁合金强度。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
2、一种高强度的镁合金材料，所述铸造镁合金的组分及其质量百分比为：al7.5％-9.5％，zn0.2％-0.8％，mn0.2％-0.8％，sr0.1％-0.5％，ti0.05％-0.15％，总量小于等于0.04％的不可避免杂质，余量为mg。其中mn、sr、ti分别以mncl2、mg-30％sr中间合金和钛粉的形式加入；其中该铸造镁合金的制备方法包括：
3、(1)配料：根据重量百分比，取al锭，zn锭，mncl2，mg-30％sr中间合金，钛粉以及mg锭进行配料并烘干；
4、(2)预热：将al锭，zn锭，mncl2，mg-30％sr中间合金，钛粉以及mg锭入场前放置于热处理炉中进行预热烘干，温度为200-250℃，时间不小于30min，如发现表面有水蒸气则不能入炉；
5、(3)装炉：将坩埚清洗干净后再装炉，添加顺序为mg锭-mncl2-al锭-zn锭-mg-30％sr中间合金，钛粉，炉料在熔化过程中，禁止搭桥，一经发现及时处理；
6、(4)熔化：将炉膛温度设定为750℃-780℃，投入mg锭，在熔化过程中应加保温盖或其它保温装置，以防止热量的散失和氧化；精心操作炉料的熔化，熔化过程中使用co2+sf6混合气全程保护。如发现冒白烟和亮光即为炉料燃烧，立即撒入2#溶剂；炉料全部熔化后，除去表面浮渣，捞去下部沉渣，上表面均匀撒入一层2#溶剂，准备合金化；
7、(5)合金化：将温度升到750℃时，精练3min，注意应将锅底全部搅匀；精练完毕静置3min后，提样进行光谱分析，并做好记录(包括时间、温度、加入量)，根据结果进行配料合金化，留存小样备后续复测；在合金液温度750℃时，将称好的mncl2撒入熔体表面，待mncl2熔化后使用搅拌工具，一边搅拌，一边撒入2#熔剂进行合金化，搅拌3min，加完毕，提样进行光谱分析并做好记录(包括时间、温度、加入量)，留存小样备后续复测；在合金液温度740℃时，将称量好的铝锌置于熔液表面中部熔化，加铝锌完毕，提样进行光谱分析并做好记录(包括时间、温度、加入量)，留存小样备后续复测；在合金液温度760℃时，将称量好的镁锶合金和钛粉置于熔液表面中部熔化，加镁镧完毕，提样进行光谱分析并做好记录(包括时间、温度、加入量)，留存小样备后续复测；
8、(6)精炼：精炼温度为760℃；加完、铝、锌、镧后应及时搅拌精炼；精炼3-5min，以精炼完毕合金液发亮为准；
9、(7)降铁：使合金液降温到680-700℃，搅拌时撒入少量的熔剂覆盖，尽量不破坏合金液上表面。
10、(8)静置：精炼完毕将上面浮渣扒去，均匀撒入一层2#熔剂；静置25-35min，成分合格后准备浇铸。
11、(9)浇铸：浇铸前将模具内壁清理干净后，并用sf6吹空保护；液压倾倒要缓慢使液体流入模具内挡铲上，防止外贱伤人。当熔液流动到大直径边缘处停止浇铸，即浇铸完成。将坩埚溶液浇铸完毕后，清锅、等待下一锅的熔炼。
12、进一步地，所述原料中mg锭的杂质元素要求为fe≤0.004％，si≤0.03％，ni≤0.0006％，cu≤0.002％；al锭的杂质元素要求为fe≤0.12％，si≤0.06，ni≤0.015％，cu≤0.004％；zn锭的杂质元素要求为fe≤0.001％，cu≤0.002％；mncl2的纯度≥96％，ni≤0.01％。
13、进一步地，所述采用的钛粉尺寸小于10μm，纯度大于99％。
14、进一步地，所述2#熔剂的基本成分为mncl2为38±3％，kcl为37±3％，bacl2为9±3，cacl2为5±1％，nacl为10±3％。
15、进一步地，所述2#熔剂使用前需要过100目筛，且过筛率≥50％。
16、进一步地，所述熔炼过程中全程使用co2+sf6混合气保护，其中co2含量为99％，sf6含量为1％。
17、本专利技术的有益效果在于：
18、本专利技术的方法所生产的铸造镁合金中含有sr和ti两种非稀土强化合金元素，其中其中ti元素优先与al形成alti或al3ti金属间化合物并沿晶界聚集，阻碍了α-mg晶粒长大，剩余al元素与mg结合形成β相，这样既减小了晶粒尺寸，又改善了β相的形貌，从而提升了力学性能；而sr元素一方面可以强化β相，使成键增强。另一方面通过形成al4sr新相来消耗凝固前沿的al元素，使得β相的体积分数减小；此外，sr作为表面活性元素，在晶粒生长界面上会形成锶的吸附膜，导致晶粒生长速度降低，使得合金凝固时有更充足的时间产生更多的晶核而使晶粒细化。同时添加ti和sr元素则在微观结构中发现了al3ti和al4sr新相，在az80中加入sr后，优先形成的是化学稳定性更高的al-sr化合物，而β相及al3ti的析出有可能被抑制，不但细化了基体和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强度的镁合金材料，包括如下质量百分比的原料：
2.根据权利要求1所述的高强度镁合金材料，其中：
3.一种根据权利要求1或2所述的高强度镁合金材料的制备方法，包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中：
5.根据权利要求3所述的制备方法，其中：
6.根据权利要求3所述的制备方法，其中：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中：
8.根据权利要求3所述的制备方法，其中：
9.根据权利要求3所述的制备方法，其中：
10.一种根据权利要求1～9所述任一制备方法制得的高强度铸造镁合金。
【技术特征摘要】
1.一种高强度的镁合金材料，包括如下质量百分比的原料：
2.根据权利要求1所述的高强度镁合金材料，其中：
3.一种根据权利要求1或2所述的高强度镁合金材料的制备方法，包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中：
5.根据权利要求3所述的制备方法，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱弘伟，仝天，葛云鹏，仝仲盛，韩剑峰，曹禄，
申请(专利权)人：大同高镁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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