一种耐热镁合金制造技术

本发明专利技术公开了一种耐热镁合金，属于镁合金领域。所述镁合金由Mg、Zn、Zr、稀土、Nb及Al组成，其重量百分组成为Zn?0.2％-9％、Zr?0.1％-2％、稀土0.0002％-16％、Nb?0.0002％-4％、Al?0.001％-1.49％，其余为Mg。本发明专利技术通过在镁合金中添加稀土及Nb元素，改变了β相的结构；另外Zr能够强烈细化晶粒，还能与合金液中的某些杂质元素(如：Si)反应并沉淀，净化了合金液。上述元素的联合作用，提高了镁合金的耐高温性能，得到了一种具有优良力学性能，机械加工性、流动性及压铸性良好，适合铸造尤其适合压铸的耐热镁合金。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种镁合金，特别涉及一种适合铸造成形的高性能耐热镁合金。
技术介绍
随着科技的发展，以汽车为代表的交通工具需要通过减轻车身的重量，来进一步研发燃料利用率更高的新产品。在汽车制造业中，镁合金作为一种新型的轻质金属材料，被汽车制造厂家用来替代传统的铸铁，以实现减轻车身重量的目的。目前，国产铸造镁合金牌号有ZM2、ZM3、ZM4、ZM6等。这些牌号的合金具有力学性能、铸造性能都良好的特点，同时，由于ZM系镁合金β相中含有一定量的较高熔点的MgZr 化合物或MgZr化合物与MgRE化合物的兼有，使这种镁合金具有一定的耐高温性能。如常温下，ΖΜ3在铸态或热处理状态下，其抗拉强度RmS 120MPa，伸长率A为1. 5%，200°C下，其抗拉强度RmS llOMPa，伸长率A为2%;又如ZM4，在常温下，其抗拉强度Rm为140MPa，伸长率A为2%，200°C下，其抗拉强度匕为llOMPa，伸长率A为2. 5%。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题随着科技发展， 镁合金的应用领域越来越广泛，现有镁合金已无法满足在200°C以上高温环境下作业的要求,因而,急需一种耐高温性更加优良的镁合金。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术实施例提供了一种具有着良好压铸性的耐热镁合金。所述技术方案如下一种耐热镁合金，所述镁合金由Mg、Zn、Zr、稀土(RE)、Nb及Al组成，其重量百分组成为 Zn O. 2 % -9 %, Zr O.1 %-2 %、稀土 O. 0002 %-16 %、Nb O. 0002% -4%, Al O. 001% -1. 49%，其余为 Mg。其中，所述稀土为Gd、Y、Sc、Pr、Yb、Sm、Nd、La、Ce、Tb、Dy、Ho 及 Er 中的至少一种。优选，所述稀土为Gd 或 Gd 与 Y、Sc、Pr、Yb、Sm、Nd、La、Ce、Tb、Dy、Ho 及 Er 中的至少一种。优选，其重量百分组成为Zn O. 2% -O. 7%, Zr O. 4% -1%, Gd O. 1% -4%, Nb O. 05% -1%,A10. 03% -O. 6%，其余为 Mg。优选，其重量百分组成为Zn 3. 5% -5. 5%, Zr O. 4% -1%, Gd O. 1% -4%, Nb O. 05% -1%,A10. 03% -O. 6%，其余为 Mg。优选，其重量百分组成为Zn 7. 5% -9%, Zr O. 5% -1%, Gd O.1 % -2. 5 %, Nb O. 05% -1%,A10. 04% -O. 6%，其余为 Mg。最优选，其重量百分组成为Zn O. 6%, Zr O. 8%,Gd 2. 2%, Nb O. 2%,Al O. 1%, 其余为Mg。其中，所述Nb和Al通过NbAl中间合金或AlNb中间合金的形式加入镁合金中。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是本专利技术提供的镁合金中，由于RE能与Mg形成MgRE化合物，Nb能和其他元素(如Al)形成一些耐高温的金属化合物,这些金属化合物分布在晶界上，改变了 β相的结构；另外Zr能够强烈细化晶粒，还能与合金液中的某些杂质元素(如Si)反应并沉淀，净化了合金液。上述元素的联合作用，提高了镁合金的耐高温性能，得到了一种具有优良力学性能，机械加工性、流动性及压铸性良好， 适合铸造尤其适合压铸的耐热镁合金。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术实施例提供的镁合金的制作工艺、热处理方法说明如下1、本专利技术实施例提供的镁合金可通过以下三种熔炼工艺制作工艺一按照本专利技术实施例提供的镁合金组成和含量计算并准备好所需量的原材料，在电阻炉中加入镁锭、锌锭、MgZr中间合金、NbAl中间合金或AlNb中间合金。给所用电阻炉升温，当加入的上述金属快熔化时采用气体保护或者镁合金覆盖剂保护。升温到 7200C _780°C时加入MgRE中间合金(如MgGd、MgY、MgNd等)，并搅拌，在720°C _780°C静置保温30分钟，得合金液。用所得合金液浇一小块样品，检测其熔炼质量，如按照气体含量检查方法进行气体含量检查，如果质量较差，需进行精炼处理；如果质量合格，将所述合金液调温到700°C _740°C扒渣，然后进行浇注，即得到本专利技术合金的铸件。本工艺中电阻炉也可以用其他熔炉代替；保护气体为氩气；镁合金覆盖剂和中间合金产品为市场销售产品，配制低铝含量合金时，NbAl中间合金可选取Al含量比Nb含量低的产品，如=NbAl 80和NbAl 75，它们的Al含量分别为15% -20%,20% -25% ;精炼处理方法采用本行业的常规方法。工艺二 按照本专利技术实施例提供的镁合金组成和含量计算并准备好所需量的原材料，在真空炉中加入镁锭、锌锭、MgZr中间合金、NbAl中间合金或AlNb中间合金，升温至820°C，保温2-8小时，然后降温到720°C _780°C，加入RE。待所加入的金属熔化后在 720V -780°C保温30分钟，得合金液，采用气体保护或者镁合金覆盖剂保护防止合金液氧化。用所得合金液浇一小块样品，检测其熔炼质量，如气体含量的检查，如果质量较差，需进行精炼处理；如果质量合格，将所述合金液调温到700°C -740°C扒渣，然后进行浇注，即得到本专利技术合金的铸件。本工艺中真空炉可用工频炉等其他熔炉替代；保护气体为氩气；镁合金覆盖剂、 稀土及中间合金为市场上销售产品；精炼处理方法采用本行业的常规方法。工艺三照本专利技术实施例提供的镁合金组成和含量计算并准备好所需量的原材料，在熔炉中加入标准牌号的铸造镁合金(如ZM2、ZM3、ZM4、ZM6中的至少一种)与NbAl 中间合金，上述金属快熔化时采用气体保护或者镁合金覆盖剂保护。升温到720°C -780°C 时加入MgRE中间合金(如MgGd、MgY、MgNd等)，并搅拌，在720°C _780°C静置保温30分钟，得合金液。用所得合金液浇一小块样品，检测其熔炼质量，如按照气体含量检查方法进行气体含量检查，如果质量较差，需进行精炼处理；如果质量合格，将所述合金液调温到 7000C _740°C扒渣，然后进行浇注，即得到本专利技术合金的铸件。本工艺中保护气体是氩气；镁合金覆盖剂、中间合金为市场上销售产品；精炼处理方法采用本行业的常规方法。2、本专利技术实施例提供的镁合金的热处理及其处理方法
本专利技术实施例提供的镁合金中的压铸件不进行热处理，其它铸造件可进行热处理，一般采用T4固溶处理。本专利技术实施例中采用的热处理即T4固溶处理工艺为将铸造件在箱式电阻炉中升温至420°C，保温8小时，铸造件出炉后水淬，水温400C。受熔炼过程选用原料的纯度及熔炼、铸造过程中其他一些不可避免的因素的影响，本专利技术实施例提供的镁合金铸件会含有不可避免的杂质，如Fe、N1、Cu等，只要所述不可避免的杂质总量在所述镁合金成品中的重量百分比< O. 5%，单一杂质在所述镁合金成品中的重量百分比< O. 1%，就不会对镁合金的性能造成明显影响。实施例1按上述工艺一所述步骤制备耐热镁合金，铸件采用金属模铸造，所述镁合金的重量百分组成为 Zn O.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐热镁合金，其特征在于，所述镁合金由Mg、Zn、Zr、稀土、Nb及Al组成，其重量百分组成为Zn?0.2％?9％、Zr?0.1％?2％、稀土0.0002％?16％、Nb?0.0002％?4％、Al0.001％?1.49％，其余为Mg。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯俊，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：