一種鎂鋁鋅鈰合金及其制備方法和應用與流程

本發明涉及一種鎂鋁鋅鈰合金及其制備方法和應用，具體涉及一種耐磨鎂鋁鋅鈰合金、該鎂鋁鋅鈰合金堆焊焊絲及其制備方法，屬于金屬材料技術及冶金技術領域。

背景技術：

鎂及鎂合金作為目前最輕的工程結構材料之一，密度約為鋁的2/3、鋼的1/4。具有較好的減震性、電磁屏蔽性，同時還具有良好的導電性、生物相容性等優點。這些特點使其在汽車、電子、國防和醫療等領域有著廣泛的應用前景。作為高性能結構材料，鎂合金構件不可避免的需要進行堆焊焊接。堆焊是在工件的邊緣或表面熔覆一層具有耐磨或耐蝕等性能的金屬層的焊接工藝，對于提高零件的性能和使用壽命有著重要的作用，降低了生產成本，目前越來越廣泛地應用于零件的制造或表面快速修復等領域。

mg-al-zn系鎂合金是目前商業化應用最廣泛的變形鎂合金，它具有較好的強度及延伸率。隨著鎂合金加工技術的不斷發展，mg-al-zn系鎂合金在自行車、汽車零部件、3c產品外殼等領域前景看好，因此，工程上對于適用于mg-al-zn系鎂合金的焊絲材料的需求十分迫切。而且，由于鎂合金產品的使用環境越來越復雜，其對焊接質量的要求也在逐步提高，尤其對堆焊層耐磨性提出了較高的要求。目前國內mg-al-zn系鎂合金表面的堆焊主要使用與母材化學成分相同的焊絲，在焊接過程中存在合金元素氧化揮發嚴重、堆焊層耐磨性差等問題。

此外，由于鎂合金為密排六方結構，常溫下參與變形的滑移系較少，冷變形能力較差，塑性加工成型困難，很難實現大批量工業生產。一般鎂合金焊絲拉拔工藝需多道次小變形量連續拉絲，拉拔速度較慢，單道次變形量僅為10％左右，且需要進行多次中間退火，從而導致拉拔工藝復雜，生產效率低，容易發生斷絲。申請號為200320128716.7的中國專利提出了一種鎂合金絲拉拔方法，利用擠壓工藝制備直徑大于2mm的較粗鎂合金絲，在拉拔鎂合金絲過程中加熱拔絲模，通過拔絲模將熱量傳遞給鎂合金絲，增大其塑性，以實現拉拔鎂合金絲。該技術的特點是對模具要求不高，鎂合金絲表面質量好，設備簡單。但在該技術中模具長期處于高溫狀態，會嚴重影響模具的使用壽命，此外，該技術通過拉絲模具對鎂合金絲加熱的方式效率較低，當拉拔速度較快時無法對鎂合金絲進行有效的加熱。因此，優化焊絲生產方法，提高焊絲的拉拔生產效率，對鎂合金結構材料的發展有重要意義。申請號為201010172787.1的中國專利本發明介紹了一種鎂合金絲的電磁拉拔方法及裝置，包括使用一定孔徑的拔絲模具以及收卷和放卷裝置，在拔絲模具進絲端外側設置中、高頻電磁場發生器，在拔絲過程中，控制電磁場強度和功率及鎂合金絲的移動速度，使鎂合金絲粗線坯在溫度250～500℃下以一定的速度通過拔絲模具，得到鎂合金絲細絲。該技術具有鎂合金絲在中、高頻電磁場作用下塑性變形能力大幅提高，拉拔力小，鎂合金絲粗線坯加熱速度快，得到的鎂合金絲的表面質量和力學性能優異等優點。但是該技術設備較復雜，需要配備中、高頻電磁場發生器等裝置，拉拔過程中還需要不斷通入保護氣體，生產成本較高。此外，由于電磁感應的方式加熱速度極快，需要靈敏的溫度反饋裝置，普通的測溫方式如霍爾元件測溫、熱電偶測溫難以滿足其要求。

技術實現要素：

本發明的目的在于通過新的配方設計而提供一種適用于mg-al-zn系鎂合金表面堆焊用焊絲材料及其制備方法，以提高堆焊層的耐磨性能，降低焊絲的生產難度，同時降低生產成本

一種鎂鋁鋅鈰合金，其特征在于：所述鎂鋁鋅鈰合金化學成分按質量百分比為：al7.13～8.08％，zn0.19～1.22％，mn0.41～0.65％，ce0.64～2.51％，余量為mg。

本發明所述鎂鋁鋅鈰合金為mg-9al-1zn-ce鎂合金，其是以現有的az91鎂合金為基礎，加入ce作為合金化組元，其化學成分按質量百分比：al7.13～8.08％，zn0.19～1.22％，mn0.41～0.65％，ce0.64～2.51％，余量為mg。

本發明的另一目的是提供以上述鎂鋁鋅鈰合金為材質的堆焊焊絲，所述堆焊焊絲化學成分按質量百分比為：al7.13～8.08％，zn0.19～1.22％，mn0.41～0.65％，ce0.64～2.51％，余量為mg。

進一步地，所述焊絲的直徑為1.5～3.0mm。

進一步地，本發明提供上述鎂鋁鋅鈰合金堆焊焊絲的制備方法。

一種鎂鋁鋅鈰合金堆焊焊絲的制備方法，所述方法包括拉拔的步驟：對直徑4～7mm的粗鎂鋁鋅鈰合金絲進行至少一次拉拔，拉拔過程中，在進入拉絲模具前對粗鎂鋁鋅鈰合金絲進行在線連續加熱。

進一步地，所述在線連續加熱的加熱溫度(即為拉拔溫度)為225～310℃。

優選地，所述拉拔的道次變形量控制在15～20％，進行7～11次拉拔，拉拔至第3～5道次后進行一次中間退火，退火時間為3～5min，退火溫度為350～400℃。

優選地，所述拉拔溫度為225～310℃，粗鎂鋁鋅鈰合金絲移動速度為5～15m/min。

優選地，拉拔過程中采用耐高溫潤滑脂進行潤滑。所述耐高溫潤滑脂為現有技術公開的可在200～400℃下用于潤滑的耐高溫潤滑脂，可商業購得。

進一步地，本發明所述鎂鋁鋅鈰合金堆焊焊絲的制備方法包括制錠、制粗絲、拉拔的步驟，具體地：al7.13～8.08％，zn0.19～1.22％，mn0.41～0.65％，ce0.64～2.51％，余量為mg的比例將合金原料金屬進行熔煉得到鎂鋁鋅鈰合金錠坯；對熱處理后的錠坯進行擠壓，制備直徑為4～7mm的粗鎂鋁鋅鈰合金絲；對粗鎂鋁鋅鈰合金絲進行至少一次拉拔，拉拔過程中，在進入拉絲模具前對粗鎂鋁鋅鈰合金絲進行在線連續加熱，最終得到直徑為1.5～3.0mm的鎂鋁鋅鈰合金細焊絲。

進一步地，本發明所述ce優選以mg-30ce中間合金的形式作為合金原料；進一步地，考慮原料的燒損情況優選所述制備合金的原料按質量百分比為：0.20％～1.60％的純鋅錠，7.50％～8.50％的純鋁錠，0.61～0.96％的錳劑(75％mn含量)，3.05～11.95％的mg-30ce中間合金，余量為純mg錠。

更進一步優選地，所述制錠按下述方法進行：

采用電阻爐熔煉，在五號熔劑的保護下，將金屬鎂熔化并加熱至720℃～745℃，然后按照質量百分比依次加入0.20％～1.60％的純鋅錠，7.50％～8.50％的純鋁錠，0.61～0.96％的錳劑(75％mn含量)，3.05～11.95％的mg-30ce中間合金；在730℃使用五號熔劑對所得的鎂鋁鋅鈰合金熔體進行凈化處理，經攪拌、靜置、扒渣后降溫至680℃～715℃；進行半連續鑄造，得到直徑為ф152mm的鎂鋁鋅鈰合金鑄錠，熔煉和鑄造過程中使用體積比為co2:sf6＝10:1的混合氣體進行保護；在410℃下均勻化退火12～25h，然后將鎂鋁鋅鈰合金鑄錠車削成直徑為ф140mm的錠坯；

更進一步優選地，所述制粗絲按下述方法進行：

利用臥式反向擠壓機對錠坯進行擠壓，得到直徑為4～7mm的粗鎂鋁鋅鈰合金絲，擠壓筒直徑為150mm，擠壓溫度為350～400℃，擠壓速度為1.2mm/s，擠壓比為47.2～72.2。

本發明的又一目的是提供制備上述鎂鋁鋅鈰合金堆焊焊絲的拉拔裝置。

一種用于制備所述鎂鋁鋅鈰合金堆焊焊絲的拉拔裝置，包括：

送絲機構；

接收來自送絲機構的粗鎂鋁鋅鈰合金絲的連續加熱機構，所述連續加熱機構對在其內通過的粗鎂鋁鋅鈰合金絲進行連續恒溫加熱；

接收來自連續加熱機構的拉絲模具，所述拉絲模具的入口端接觸連續加熱機構的出口端；

接收來自拉絲模具的細鎂鋁鋅鈰合金絲的收絲機構。

本發明所述拉拔裝置中，其中，

所述送絲機構用于將粗絲送入連續加熱機構中，經加熱拉拔的焊絲再由收絲機構進行收絲。其中，所述送絲機構和收絲機構可選用現有技術公開的送絲機構和收絲機構，如送絲機構為送絲盤，收絲機構為收絲盤。

所述收絲機構還設有動力機構。

所述連續加熱機構用于對位于其中的待進入拉絲模具的粗絲進行連續恒溫加熱，優選為管式加熱爐。

更進一步地，所述管式加熱爐包括碳化硅管、電阻絲、保溫絕緣材料；所述碳化硅管外層均勻纏繞電阻絲，中間開小孔插入熱電偶，采用n分度號補償導線與控溫儀表聯接；管式加熱爐最外側使用保溫絕緣材料包裹。

優選地，所述碳化硅管的內徑為10mm；優選所述保溫絕緣材料為石英棉。

本發明所述拉絲模具根據《gb-t6110-2008硬質合金拉制模型式和尺寸》制得，具體地，所述拉絲模具為中空的圓柱體，圓柱體內部由左到右依次是潤滑帶、預工作帶、定徑工作帶、出口帶，模錐角為7°。本發明所述拉絲模具可制備成多種尺寸，可根據所需目標焊絲的直徑要求進行選擇。

本發明的又一目的是提供利用上述拉拔裝置制備本發明所述鎂鋁鋅鈰合金堆焊焊絲的方法，具體為：

將粗鎂鋁鋅鈰合金絲置于送絲機構中，并將其一端依次穿過連續加熱機構、拉絲模具，最后連接到收絲機構上；開啟連續加熱機構，待溫度升至225～310℃后進行拉拔，粗鎂鋁鋅鈰合金絲移動速度為5～15m/min；如需要，換上孔徑更小的拉絲模具重復拉拔，直到得到所需尺寸的鎂鋁鋅鈰合金焊絲。

優選地，所述拉拔的道次變形量控制在15～20％，進行7～11次拉拔，拉拔至第3～5道次后進行一次中間退火，退火時間為3～5min，退火溫度為350～400℃。

與現用技術相比，本發明的特點及其有益效果是：

1.在室溫干摩擦磨損試驗條件下，本發明的mg-al-zn-ce鎂合金焊絲堆焊后，其相對耐磨性可達2.35(使用az91鎂合金鑄錠作為對比材料)

2.采用電阻絲加熱的方式，設備簡單易實現，成本較低，同時拉拔模具不需要加熱，對模具要求較低，同時增加了模具使用壽命。

3.拉拔過程中采取了較高的拉拔速度和較大的道次變形量，同時中間退火前的累計變形量大，退火次數較少，極大提高了生產效率。一般絲材從φ7mm拉拔到φ1.5mm只需拉拔7～11道次，中間退火1次；而使用傳統冷拉拔的方法需要拉拔20道次，退火4～8次。因此使用本工藝方法在提高生產效率的同時降低了能耗和成本，表明了本工藝方法的先進性。

附圖說明

圖1為鎂鋁鋅鈰合金絲熱拉拔裝置原理結構示意圖，附圖標記如下：

圖中，1.送絲盤，2.鎂鋁鋅鈰合金絲，3.管式加熱爐，4.控溫儀表，5.拉絲模具，6.收絲盤，7.驅動電機；

圖2是本發明鎂鋁鋅鈰合金熱拉拔裝置中拉絲模具5的結構示意圖，附圖標記如下：

圖中，8.潤滑帶，9.預工作帶，10.定徑工作帶，11.出口帶；

圖3為本發明鎂鋁鋅鈰合金堆焊層金屬摩擦磨損實驗原理圖，附圖標記如下：

12.實驗載荷，13.上傳動軸，14試驗銷，15.對磨盤，16.下傳動軸；

圖4為實施例1中所得焊絲的典型金相組織；

圖5為實施例1中堆焊金屬的典型金相組織；

圖6為實施例1中堆焊金屬進行摩擦磨損實驗后實驗銷表面掃描電鏡照片。

圖7為實施例2中所得焊絲的典型金相組織；

圖8為實施例2中堆焊金屬的典型金相組織；

圖9為實施例2中堆焊金屬進行摩擦磨損實驗后實驗銷表面掃描電鏡照片。

圖10為實施例3中所得焊絲的典型金相組織；

圖11為實施例3中堆焊金屬的典型金相組織；

圖12為實施例3中堆焊金屬進行摩擦磨損實驗后實驗銷表面掃描電鏡照片。

圖13為實施例4中所得焊絲的典型金相組織；

圖14為實施例4中堆焊金屬的典型金相組織；

圖15為實施例4中堆焊金屬進行摩擦磨損實驗后實驗銷表面掃描電鏡照片。

圖16為實施例5中所得焊絲的典型金相組織；

圖17為實施例5中堆焊金屬的典型金相組織；

圖18為實施例5中堆焊金屬進行摩擦磨損實驗后實驗銷表面掃描電鏡照片。

圖19為實施例6中所得焊絲的典型金相組織；

圖20為實施例6中堆焊金屬的典型金相組織；

圖21為實施例6中堆焊金屬進行摩擦磨損實驗后實驗銷表面掃描電鏡照片。

具體實施方式

下述非限制性實施例可以使本領域的普通技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。

下述實施例中所述試驗方法，如無特殊說明，均為常規方法；所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業途徑獲得。

下述實施例中所用耐高溫潤滑脂為山東長鳴化工有限公司生產的“長鳴600℃超高溫潤滑脂”

下述實施例中所用拉拔裝置如圖1所示，所述拉拔裝置主要包括送絲盤1、管式加熱爐3、拉絲模具5、收絲盤6。鎂鋁鋅鈰合金絲2纏繞在送絲盤1上，依次經過管式加熱爐3、拉絲模具5后最終纏繞到收絲盤6上，收絲盤6采用驅動電機7驅動，其中，

所述拉絲模具5如圖2所示，為中空的圓柱體，圓柱體內部由左到右依次是潤滑帶8、預工作帶9、定徑工作帶10、出口帶11，模錐角為7°，緊靠管式加熱爐3放置，以防止絲材走出管式加熱爐3后發生冷卻；

所述管式加熱爐3包括碳化硅管、電阻絲、石英棉；所述碳化硅管外層均勻纏繞電阻絲，中間開小孔插入熱電偶，采用n分度號補償導線與控溫儀表聯接；管式加熱爐最外側使用石英棉包裹。所述碳化硅管的內徑為10mm。

本發明的摩擦磨損實驗原理如圖3，摩擦磨損實驗于mmd-1型常溫干式滑動摩擦磨損實驗機進行。將實驗樣品加工成尺寸為ф4.85×12.5mm的實驗銷14后，一端安裝在實驗機的上傳動軸13上，另一端與對磨盤15接觸，對磨盤15材質為45號淬火鋼。啟動實驗機，記錄其摩擦系數和磨損率。實驗載荷12為100n，速度為0.78m/s，磨損距離為1.5km。實驗符合標準：astmg99-2005(2010)standardtestmethodforweartestingwithapin-on-diskappar；

本實施例中的mg采用一級鎂錠，zn采用一級鋅錠，mn采用徐州市華天金屬熔劑有限公司編號ht-mn75錳劑(75％mn含量)，ce采用mg-30ce中間合金加入，五號熔劑為商業購得。

實施例1

采用電阻爐進行熔煉，在五號熔劑的保護下，將金屬鎂熔化并加熱至739℃，然后按照質量百分比加入8.50％的純鋁錠，1.10％的純鋅錠，0.61％的錳劑，8.67％的mg-30ce中間合金。在730℃使用五號熔劑對所得的鎂鋁鋅鈰合金熔體進行凈化處理，經攪拌、靜置、扒渣后降溫至695℃。在體積比為co2:sf6＝10:1的混合氣體的保護下進行半連續鑄造，得直徑為152mm，長度為355mm的鎂鋁鋅鈰合金鑄錠，鑄造速度為90mm/min，冷卻水量為60l/min。對鑄錠進行均勻化退火，溫度為410℃，時間為19h。對均勻化退火后的鑄錠進行車削加工，獲得直徑為140mm，高為340mm的圓柱體錠坯。使用foundry-masterpro型直讀火花光譜儀對鑄錠成分進行檢測，結果如表1所示。

采用臥式反向擠壓機對錠坯進行擠壓，得到直徑為7mm的粗鎂鋁鋅鈰合金絲。擠壓溫度為350℃，擠壓速度為1.2mm/s，擠壓比為47.2。

采用拉拔裝置對所得的粗鎂鋁鋅鈰合金絲進行拉拔。拉拔前在粗鎂鋁鋅鈰合金絲表面涂抹耐高溫潤滑脂并將其纏繞在送絲盤1上，前端經砂輪機打磨后使其能夠穿過拉絲模具5。將前段加工后的粗鎂鋁鋅鈰合金絲依次穿過管式加熱爐3、拉絲模具5，并連接到收絲盤上6。打開管式加熱爐3進行加熱，待溫度升至270℃后打開驅動電機7進行拉拔，拉拔速度為8m/min。每道次拉拔結束后更換下一道次拉絲模具5。平均道次變形量為20％，總拉拔道次為8。拉拔至第4道次后進行中間退火，退火溫度為400℃，時間為5min。最終將直徑為7mm的粗鎂鋁鋅鈰合金絲拉拔至直徑3mm。焊絲典型的金相組織如圖4所示。由微觀組織可以看出，焊絲的平均晶粒尺寸為3～20μm，晶粒內部存在大量因變形引起的孿晶。

在az91鎂合金板表面使用所得的鎂鋁鋅鈰合金絲進行堆焊，焊后堆焊層金屬尺寸為ф21×30(±0.5)mm。堆焊層金屬的典型微觀組織如圖5所示，由圖可以看出，堆焊后的金屬的微觀組織主要由α-mg基體和沿晶界分布的網狀β-mg17al12組成。將其加工成尺寸為ф4.85×12.5(±0.05)mm的試驗銷，并使用mmd-1型常溫干式滑動摩擦磨損試驗機進行耐磨性測試，對磨盤為45號淬火鋼，載荷為100n，滑動速度為0.78m/s，滑動距離為1500m。實驗結果見表2。實驗后使用ssx-550型掃描電子顯微鏡對實驗銷表面進行觀察，其形貌如圖6所示。可以看出，摩擦后的試樣表面存在平行于滑動方向的犁溝，這主要是由摩擦盤上的凸起和磨削顆粒的犁削作用導致的，此外，還存在垂直于滑動方向的裂紋和較大的剝落坑，表明材料在滑動過程中發生了剝層磨損。

實施例2

采用電阻爐進行熔煉，在五號熔劑的保護下，將金屬鎂熔化并加熱至720℃，然后按照質量百分比加入8.03％的純鋁錠，0.20％的純鋅錠，0.77％的錳劑，3.05％的mg-30ce中間合金。在730℃使用五號熔劑對所得的鎂鋁鋅鈰合金熔體進行凈化處理，經攪拌、靜置、扒渣后降溫至680℃。在體積比為co2:sf6＝10:1的混合氣體的保護下進行半連續鑄造，得直徑為152mm，長度為358mm的鎂鋁鋅鈰合金鑄錠，鑄造速度為90mm/min，冷卻水量為60l/min。對鑄錠進行均勻化退火，溫度為410℃，時間為17h。對均勻化退火后的鑄錠進行車削加工，獲得直徑為140mm，高為340mm的圓柱體錠坯。使用foundry-masterpro型直讀火花光譜儀對鑄錠成分進行檢測，結果如表1所示。

采用臥式反向擠壓機對錠坯進行擠壓，得到直徑為5mm的粗鎂鋁鋅鈰合金絲。擠壓溫度為400℃，擠壓速度為1.2mm/s，擠壓比為47.2。

采用拉拔裝置對所得的粗鎂鋁鋅鈰合金絲進行拉拔。拉拔前在粗鎂鋁鋅鈰合金絲表面涂抹耐高溫潤滑脂并將其纏繞在送絲盤1上，前端經砂輪機打磨后使其能夠穿過拉絲模具5。將前段加工后的粗鎂鋁鋅鈰合金絲依次穿過管式加熱爐3、拉絲模具5，并連接到收絲盤上6。打開管式加熱爐3進行加熱，待溫度升至225℃后打開驅動電機7進行拉拔，拉拔速度為5m/min。每道次拉拔結束后更換下一道次拉絲模具5。平均道次變形量為17％，總拉拔道次為7。拉拔至第3道次后進行中間退火，退火溫度為380℃，時間為5min。最終將直徑為5mm的粗鎂鋁鋅鈰合金絲拉拔至直徑2.8mm。焊絲典型的金相組織如圖7所示。

在az91鎂合金板表面使用所得的鎂鋁鋅鈰合金絲進行堆焊，焊后堆焊層金屬尺寸為ф21×30(±0.5)mm。堆焊層金屬的典型微觀組織如圖8所示，由圖可以看出，堆焊后的金屬的微觀組織主要由α-mg基體和沿晶界分布的網狀β-mg17al12組成。將其加工成尺寸為ф4.85×12.5(±0.05)mm的試驗銷，并使用mmd-1型常溫干式滑動摩擦磨損試驗機進行耐磨性測試，對磨盤為45號淬火鋼，載荷為100n，滑動速度為0.78m/s，滑動距離為1500m。實驗結果見表2。實驗后使用ssx-550型掃描電子顯微鏡對實驗銷表面進行觀察，其形貌如圖9所示。可以看出，摩擦后的試樣表面存在平行于滑動方向的犁溝，這主要是由摩擦盤上的凸起和磨削顆粒的犁削作用導致的。此外，還存在較大的剝落坑，表明材料在滑動過程中發生了嚴重的剝層磨損，表層金屬發生了整體的脫落。

實施例3

采用電阻爐進行熔煉，在五號熔劑的保護下，將金屬鎂熔化并加熱至731℃，然后按照質量百分比加入8.39％的純鋁錠，0.60％的純鋅錠，0.96％的錳劑，10.14％的mg-30ce中間合金。在730℃使用五號熔劑對所得的鎂鋁鋅鈰合金熔體進行凈化處理，經攪拌、靜置、扒渣后降溫至690℃。在體積比為co2:sf6＝10:1的混合氣體的保護下進行半連續鑄造，得直徑為152mm，長度為368mm的鎂鋁鋅鈰合金鑄錠，鑄造速度為90mm/min，冷卻水量為60l/min。對鑄錠進行均勻化退火，溫度為410℃，時間為21h。對均勻化退火后的鑄錠進行車削加工，獲得直徑為140mm，高為340mm的圓柱體錠坯。使用foundry-masterpro型直讀火花光譜儀對鑄錠成分進行檢測，結果如表1所示。

采用臥式反向擠壓機對錠坯進行擠壓，得到直徑為6mm的粗鎂鋁鋅鈰合金絲。擠壓溫度為376℃，擠壓速度為1.2mm/s，擠壓比為64.2。

采用拉拔裝置對所得的粗鎂鋁鋅鈰合金絲進行拉拔。拉拔前在粗鎂鋁鋅鈰合金絲表面涂抹耐高溫潤滑脂并將其纏繞在送絲盤1上，前端經砂輪機打磨后使其能夠穿過拉絲模具5。將前段加工后的粗鎂鋁鋅鈰合金絲依次穿過管式加熱爐3、拉絲模具5，并連接到收絲盤上6。打開管式加熱爐3進行加熱，待溫度升至285℃后打開驅動電機7進行拉拔，拉拔速度為13m/min。每道次拉拔結束后更換下一道次拉絲模具5。平均道次變形量為15％，總拉拔道次為11。拉拔至第5道次后進行中間退火，退火溫度為350℃，時間為4min。最終將直徑為6mm的粗鎂鋁鋅鈰合金絲拉拔至直徑2.5mm。焊絲典型的金相組織如圖10所示。由圖可以看出，晶粒尺寸分布不均，約為5～30μm，晶粒內部存在大量孿晶。

在az91鎂合金板表面使用所得的鎂鋁鋅鈰合金絲進行堆焊，焊后堆焊層金屬尺寸為ф21×30(±0.5)mm。堆焊層金屬的典型微觀組織如圖11所示，由圖可以看出，堆焊后的金屬的微觀組織主要由α-mg基體和沿晶界分布的網狀β-mg17al12組成。將其加工成尺寸為ф4.85×12.5(±0.05)mm的試驗銷，并使用mmd-1型常溫干式滑動摩擦磨損試驗機進行耐磨性測試，對磨盤為45號淬火鋼，載荷為100n，滑動速度為0.78m/s，滑動距離為1500m。實驗結果見表2。實驗后使用ssx-550型掃描電子顯微鏡對實驗銷表面進行觀察，其形貌如圖12所示。可以看出，摩擦后的試樣表面存在平行于滑動方向的犁溝，這主要是由摩擦盤上的凸起和磨削顆粒的犁削作用導致的。此外，并未發現明顯的剝落坑，表明材料的耐磨性較好。

實施例4

采用電阻爐進行熔煉，在五號熔劑的保護下，將金屬鎂熔化并加熱至750℃，然后按照質量百分比加入8.27％的純鋁錠，0.80％的純鋅錠，0.87％的錳劑，11.95％的mg-30ce中間合金。在730℃使用五號熔劑對所得的鎂鋁鋅鈰合金熔體進行凈化處理，經攪拌、靜置、扒渣后降溫至715℃。在體積比為co2:sf6＝10:1的混合氣體的保護下進行半連續鑄造，得直徑為152mm，長度為362mm的鎂鋁鋅鈰合金鑄錠，鑄造速度為90mm/min，冷卻水量為60l/min。對鑄錠進行均勻化退火，溫度為410℃，時間為15h。對均勻化退火后的鑄錠進行車削加工，獲得直徑為140mm，高為340mm的圓柱體錠坯。使用foundry-masterpro型直讀火花光譜儀對鑄錠成分進行檢測，結果如表1所示。

采用臥式反向擠壓機對錠坯進行擠壓，得到直徑為4mm的粗鎂鋁鋅鈰合金絲。擠壓溫度為362℃，擠壓速度為1.2mm/s，擠壓比為72.2。

采用拉拔裝置對所得的粗鎂鋁鋅鈰合金絲進行拉拔。拉拔前在粗鎂鋁鋅鈰合金絲表面涂抹耐高溫潤滑脂并將其纏繞在送絲盤1上，前端經砂輪機打磨后使其能夠穿過拉絲模具5。將前段加工后的粗鎂鋁鋅鈰合金絲依次穿過管式加熱爐3、拉絲模具5，并連接到收絲盤上6。打開管式加熱爐3進行加熱，待溫度升至245℃后打開驅動電機7進行拉拔，拉拔速度為10m/min。每道次拉拔結束后更換下一道次拉絲模具5。平均道次變形量為20％，總拉拔道次為7。拉拔至第3道次后進行中間退火，退火溫度為390℃，時間為4min。最終將直徑為4mm的粗鎂鋁鋅鈰合金絲拉拔至直徑1.8mm。焊絲典型的金相組織如圖13所示。

在az91鎂合金板表面使用所得的鎂鋁鋅鈰合金絲進行堆焊，焊后堆焊層金屬尺寸為ф21×30(±0.5)mm。堆焊層金屬的典型微觀組織如圖14所示，由圖可以看出，堆焊后的金屬的微觀組織主要由α-mg基體和沿晶界分布的網狀β-mg17al12組成。將其加工成尺寸為ф4.85×12.5(±0.05)mm的試驗銷，并使用mmd-1型常溫干式滑動摩擦磨損試驗機進行耐磨性測試，對磨盤為45號淬火鋼，載荷為100n，滑動速度為0.78m/s，滑動距離為1500m。實驗結果見表2。實驗后使用ssx-550型掃描電子顯微鏡對實驗銷表面進行觀察，其形貌如圖15所示。

實施例5

采用電阻爐進行熔煉，在五號熔劑的保護下，將金屬鎂熔化并加熱至726℃，然后按照質量百分比加入7.68％的純鋁錠，0.90％的純鋅錠，0.84％的錳劑，5.67％的mg-30ce中間合金。在730℃使用五號熔劑對所得的鎂鋁鋅鈰合金熔體進行凈化處理，經攪拌、靜置、扒渣后降溫至685℃。在體積比為co2:sf6＝10:1的混合氣體的保護下進行半連續鑄造，得直徑為152mm，長度為360mm的鎂鋁鋅鈰合金鑄錠，鑄造速度為90mm/min，冷卻水量為60l/min。對鑄錠進行均勻化退火，溫度為410℃，時間為23h。對均勻化退火后的鑄錠進行車削加工，獲得直徑為140mm，高為340mm的圓柱體錠坯。使用foundry-masterpro型直讀火花光譜儀對鑄錠成分進行檢測，結果如表1所示。

采用臥式反向擠壓機對錠坯進行擠壓，得到直徑為4mm的粗鎂鋁鋅鈰合金絲。擠壓溫度為380℃，擠壓速度為1.2mm/s，擠壓比為72.2。

采用拉拔裝置對所得的粗鎂鋁鋅鈰合金絲進行拉拔。拉拔前在粗鎂鋁鋅鈰合金絲表面涂抹耐高溫潤滑脂并將其纏繞在送絲盤1上，前端經砂輪機打磨后使其能夠穿過拉絲模具5。將前段加工后的粗鎂鋁鋅鈰合金絲依次穿過管式加熱爐3、拉絲模具5，并連接到收絲盤上6。打開管式加熱爐3進行加熱，待溫度升至310℃后打開驅動電機7進行拉拔，拉拔速度為15m/min。每道次拉拔結束后更換下一道次拉絲模具5。平均道次變形量為18％，總拉拔道次為10。拉拔至第5道次后進行中間退火，退火溫度為360℃，時間為3min。最終將直徑為4mm的粗鎂鋁鋅鈰合金絲拉拔至直徑1.5mm。焊絲典型的金相組織如圖16所示。

在az91鎂合金板表面使用所得的鎂鋁鋅鈰合金絲進行堆焊，焊后堆焊層金屬尺寸為ф21×30(±0.5)mm。堆焊層金屬的典型微觀組織如圖17所示，由圖可以看出，堆焊后的金屬的微觀組織主要由α-mg基體和沿晶界分布的網狀β-mg17al12組成。將其加工成尺寸為ф4.85×12.5(±0.05)mm的試驗銷，并使用mmd-1型常溫干式滑動摩擦磨損試驗機進行耐磨性測試，對磨盤為45號淬火鋼，載荷為100n，滑動速度為0.78m/s，滑動距離為1500m。實驗結果見表2。實驗后使用ssx-550型掃描電子顯微鏡對實驗銷表面進行觀察，其形貌如圖18所示。

實施例6

采用電阻爐進行熔煉，在五號熔劑的保護下，將金屬鎂熔化并加熱至742℃，然后按照質量百分比加入7.50％的純鋁錠，1.30％的純鋅錠，0.64％的錳劑，7.43％的mg-30ce中間合金。在730℃使用五號熔劑對所得的鎂鋁鋅鈰合金熔體進行凈化處理，經攪拌、靜置、扒渣后降溫至710℃。在體積比為co2:sf6＝10:1的混合氣體的保護下進行半連續鑄造，得直徑為152mm，長度為355mm的鎂鋁鋅鈰合金鑄錠，鑄造速度為90mm/min，冷卻水量為60l/min。對鑄錠進行均勻化退火，溫度為410℃，時間為25h。對均勻化退火后的鑄錠進行車削加工，獲得直徑為140mm，高為340mm的圓柱體錠坯。使用foundry-masterpro型直讀火花光譜儀對鑄錠成分進行檢測，結果如表1所示。

采用臥式反向擠壓機對錠坯進行擠壓，得到直徑為5mm的粗鎂鋁鋅鈰合金絲。擠壓溫度為395℃，擠壓速度為1.2mm/s，擠壓比為47.2。

采用拉拔裝置對所得的粗鎂鋁鋅鈰合金絲進行拉拔。拉拔前在粗鎂鋁鋅鈰合金絲表面涂抹耐高溫潤滑脂并將其纏繞在送絲盤1上，前端經砂輪機打磨后使其能夠穿過拉絲模具5。將前段加工后的粗鎂鋁鋅鈰合金絲依次穿過管式加熱爐3、拉絲模具5，并連接到收絲盤上6。打開管式加熱爐3進行加熱，待溫度升至300℃后打開驅動電機7進行拉拔，拉拔速度為6m/min。每道次拉拔結束后更換下一道次拉絲模具5。平均道次變形量為17％，總拉拔道次為7。拉拔至第3道次后進行中間退火，退火溫度為370℃，時間為5min。最終將直徑為6mm的粗鎂鋁鋅鈰合金絲拉拔至直徑2.9mm。焊絲典型的金相組織如圖19所示。

在az91鎂合金板表面使用所得的鎂鋁鋅鈰合金絲進行堆焊，焊后堆焊層金屬尺寸為ф21×30(±0.5)mm。堆焊層金屬的典型微觀組織如圖20所示，由圖可以看出，堆焊后的金屬的微觀組織主要由α-mg基體和沿晶界分布的網狀β-mg17al12組成。將其加工成尺寸為ф4.85×12.5(±0.05)mm的試驗銷，并使用mmd-1型常溫干式滑動摩擦磨損試驗機進行耐磨性測試，對磨盤為45號淬火鋼，載荷為100n，滑動速度為0.78m/s，滑動距離為1500m。實驗結果見表2。實驗后使用ssx-550型掃描電子顯微鏡對實驗銷表面進行觀察，其形貌如圖21所示。

表1直讀火花光譜儀所檢測到的鑄錠成分

表1為使用直讀火花光譜儀對實施例中所得鑄錠成分進行檢測后的檢測結果；

表2堆焊層金屬摩擦磨損性能

表2為使用實施例中所得焊絲進行堆焊后，對堆焊金屬耐磨性進行檢測后的檢測結果。

以上通過具體實施例對本發明技術方案作了進一步說明，給出的例子僅是應用范例，不能理解為對本發明權利要求保護范圍的一種限制。