時。
[0036]該砂型鑄造稀土鎂合金鑄態的微觀組織見圖1，晶粒尺寸約為56 μπι ;T6態的微觀組織見圖2，晶粒尺寸約為60 μm，T6態合金的室溫力學性能為:
[0037]抗拉強度:310MPa，屈服強度:214MPa，延伸率:3.1 %。
[0038]實施例2
[0039]本實施例所述一種適于砂型鑄造的稀土鎂合金的組分及其質量百分比為:4wt.%Nd、0.6wt.% Ζη、0.5wt.% Ag、0.6wt.% Zr、0.lwt.% B，雜質元素 S1、Fe、Cu 和 Ni 的總量小于0.02wt.%，余量為Mg。
[0040]該鎂合金的制備方法包括熔煉工藝和熱處理工藝兩個部分。
[0041]所述熔煉工藝在SF#P CO 2混合氣體保護條件下進行，步驟如下:⑴備料:準備含配制合金總重量4wt.% Nd的Mg - 30wt.% Nd中間合金，含0.6wt.% Zr的ZrCl4混合鹽(50wt.% ZrCl4 - 25wt.% LiCl - 25wt.% CaF2)，含 0.lwt.% B 的 B2O3,0.6wt.% 的純 Zn，
0.5wt.%的純Ag，余量為純Mg; (2)烘料:將純Mg、純Zn、純Ag、Mg-Nd中間合金、ZrClOg合鹽和B2O3在220°C預熱3小時；⑶熔鎂:采用坩禍電阻爐將烘干后的純鎂熔化；⑷加Zn、Nd和Ag:往690°C的鎂液中加入純Zn，當鎂液溫度達到740°C后，加入Mg - Nd中間合金，待Mg - Nd熔化后升溫至780°C時加入純Ag ； (5)加Zr和B:待純Mg、純Zn、純Ag和Mg - Nd完全熔化后升溫至780°C時加入ZrClJg合鹽和B 203； (6)砂型鑄造:待ZrCl 4混合鹽和B 203完全熔化，攪拌后將鎂液溫度升至780°C保溫25分鐘，然后降溫至760°C，不斷電精煉10分鐘，精煉后升溫至780°C靜置25分鐘，靜置后在740°C后撇去表面浮渣并進行澆鑄，澆鑄用砂型模具預先加熱至250°C ；
[0042]所述熱處理工藝，具體為:對熔煉得到的合金進行固溶處理，固溶處理溫度為5400C，時間為4小時，淬水處理，而后對固溶處理后的合金進行時效處理，時效處理溫度為180°C，時間為24小時。
[0043]該砂型鑄造稀土鎂合金鑄態的微觀組織見圖3，晶粒尺寸約為51 μπι ;T6態的微觀組織見圖4，晶粒尺寸約為55 μm，T6態合金的室溫力學性能為:
[0044]抗拉強度:320MPa，屈服強度:227MPa，延伸率:3.4%。
[0045]實施例3
[0046]本實施例所述一種適于砂型鑄造的稀土鎂合金的組分及其質量百分比為:3wt.%Nd、0.4wt.% Zn、1.5wt.% Ag、0.4wt.% Zr、0.15wt.% B，雜質元素 S1、Fe、Cu 和 Ni 的總量小于0.02wt.%，余量為Mg。
[0047]該鎂合金的制備方法包括熔煉工藝和熱處理工藝兩個部分。
[0048]所述熔煉工藝在SF#P CO 2混合氣體保護條件下進行，步驟如下:⑴備料:準備含配制合金總重量3wt.% Nd的Mg - 25wt.% Nd中間合金，含0.4wt.% Zr的ZrCl4混合鹽(50wt.% ZrCl4 - 25wt.% LiCl - 25wt.% CaF2)，含 0.15wt.% B 的 B2O3,0.4wt.% 的純 Zn，
1.5wt.%的純Ag，余量為純Mg ; (2)烘料:將純Mg、純Zn、純Ag、Mg-Nd中間合金、ZrCl,合鹽和B203在200°C預熱3小時；(3)熔鎂:采用坩禍電阻爐將烘干后的純鎂熔化；(4)加Zn、Nd和Ag:往680°C的鎂液中加入純Zn，當鎂液溫度達到730°C后，加入Mg - Nd中間合金，待Mg - Nd熔化后升溫至760°C時加入純Ag ； (5)加Zr和B:待純Mg、純Zn、純Ag和Mg - Nd完全熔化后升溫至770°C時加入ZrC14混合鹽和B2O3; (6)砂型鑄造:待ZrCl 4混合鹽和B2O3完全熔化，攪拌后將鎂液溫度升至770°C保溫30分鐘，然后降溫至750°C，不斷電精煉12分鐘，精煉后升溫至775°C靜置30分鐘，靜置后在730°C后撇去表面浮渣并進行澆鑄，澆鑄用砂型模具預先加熱至225°C ；
[0049]所述熱處理工藝，具體為:對熔煉得到的合金進行固溶處理，固溶處理溫度為510°C，時間為12小時，淬水處理，而后對固溶處理后的合金進行時效處理，時效處理溫度為210°C，時間為16小時。
[0050]該砂型鑄造稀土鎂合金鑄態的微觀組織見圖5，晶粒尺寸約為46 μ m ；T6態的微觀組織見圖6，晶粒尺寸約為52 μm，T6態合金的室溫力學性能為:
[0051]抗拉強度:328MPa，屈服強度:232MPa，延伸率:3.5%。
[0052]對比例I
[0053]本對比例是實施例1的對比例，提供一種鎂合金，與實施例1所涉鎂合金不同之處在于，不含Ag。
[0054]該砂型鑄造鎂合金的鑄態的晶粒尺寸約為62 μ m，T6態的晶粒尺寸約為67 μ m，T6態合金的室溫力學性能為:
[0055]抗拉強度:290MPa，屈服強度:190MPa，延伸率:2.6%。
[0056]對比例2
[0057]本對比例是實施例1的對比例，提供一種鎂合金，與實施例1所涉鎂合金不同之處在于，僅含有ZrCl4,不含LiCl、CaF2。
[0058]該砂型鑄造鎂合金的鑄態的晶粒尺寸約為66 μ m，T6態的晶粒尺寸約為74 μ m，T6態合金的室溫力學性能為:
[0059]抗拉強度:296MPa，屈服強度:200MPa，延伸率:2.2%。
[0060]對比例3
[0061]本對比例是實施例1的對比例，提供一種鎂合金，與實施例1所涉鎂合金不同之處在于，不含b2o3。
[0062]該砂型鑄造鎂合金的鑄態的晶粒尺寸約為72 μ m，T6態的晶粒尺寸約為77 μ m，T6態合金的室溫力學性能為:
[0063]抗拉強度:300MPa，屈服強度:204MPa，延伸率:1.8%。
[0064]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。
【主權項】
1.一種適于砂型鑄造的稀土鎂合金，其特征在于，由按重量百分數計的如下元素組成:Nd、2 ?4wt.% ;Ζη、0.2 ?0.6wt.% ;Ag、0.5 ?2.5wt.% ;Zr、0.2 ?0.6wt.% ;B、0.1 ?0.2wt.% ;余量為Mg和不可避免的雜質，其中，S1、Fe、Cu和Ni的總量小于0.02wt.V0o2.一種如權利要求1所述的稀土鎂合金的制備方法，其特征在于，包括熔煉和熱處理兩個步驟。3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述熔煉步驟包括如下操作: 按所述稀土鎂合金中各元素的化學計量比分別稱取Mg-Nd中間合金、ZrCl4-合鹽、B2O3'純 Zn、純 Ag 和純 Mg ； 將所述純Mg、純Zn、純Ag、Mg - Nd中間合金、ZrClJg合鹽和B 203在180?220°C進行預熱； 在SFf^P CO2混合氣體保護條件下，將純Mg熔化后，670?690°C下在加入純Zn，待純Zn熔化后，繼續升溫至720?740 °C，加入Mg - Nd中間合金，待Mg - Nd熔化后升溫至740?780°C后加入純Ag，待Ag熔化后升溫至760?780°C，加入ZrClJg合鹽和B 203； 待所述ZrClJg合鹽和B 203完全熔化后，在760?780 °C下保溫保溫25?35分鐘后降溫至740?760°C，不斷電精煉10?15分鐘后升溫至770?780°C靜置25?35分鐘，然后在720?740°C后撇去表面浮渣，用砂型模具進行澆鑄，得到鑄錠； 其中，所述ZrClJg合鹽由ZrCl 4、LiCl和CaF2組成。4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述Mg- Nd中間合金中，Nd的含量為20 ?30wt.% ο5.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述ZrC14混合鹽中，ZrCl4、LiCl和CaF2的含量分別為 50wt.%,25wt.%和 25wt.%。6.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述砂型模具在進行澆鑄前先預熱至200 ?250。。。7.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述熱處理步驟包括如下操作: 將熔煉步驟中得到的鑄錠在480?540°C下進行固溶處理4?20h后先進行淬水處理，然后在180?240°C下進行時效處理8?24h。
【專利摘要】本發明提供了一種適于砂型鑄造的稀土鎂合金及其制備方法，所述稀土鎂合金由按重量百分數計的如下元素組成：Nd、2～4wt.％；Zn、0.2～0.6wt.％；Ag、0.5～2.5wt.％；Zr、0.2～0.6wt.％；B、0.1～0.2wt.％；余量為Mg和不可避免的雜質，其中，Si、Fe、Cu和Ni的總量小于0.02wt.％。所述稀土鎂合金的制備方法包括熔煉和熱處理兩個步驟。本發明的優點是：有效提高了合金的力學性能和抗衰退性，降低了鎂合金的生產成本，特別適于砂型模成型。
【IPC分類】C22C23/00, C22C23/06, B22C9/02, C22C1/03, B22D21/04, B22D27/20
【公開號】CN104988371
【申請號】CN201510333519
【發明人】劉文才, 吳國華, 張亮, 丁文江
【申請人】上海交通大學
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年6月16日