一種耐熱鑄造鎂合金及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鎂合金材料領域，尤其涉及一種鑄造鎂合金。
【背景技術】
[0002]鎂合金是目前工業上可應用的最輕的金屬結構材料，具有密度小、比強度高、比剛度高、尺寸穩定的特點，也有電磁屏蔽好以及良好的切削加工性能等優點。但由于鎂合金的高溫性能差、蠕變強度低，嚴重阻礙其在航空航天、兵器、汽車等領域的應用。因此，提高鎂合金的高溫性能尤其是高溫抗蠕變性能，是鎂合金研究開發的重要方向。針對現有耐熱鎂合金鑄造性能差，熱裂傾向大，不利于鑄造成形等缺點，開發一種具有良好鑄造性能的稀土耐熱鎂合金，以擴大鎂合金的應用范圍。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提高鑄造鎂合金的高溫力學性能和改善其鑄造性能。
[0004]本發明的目的是通過以下措施實現的:
一種耐熱鑄造鎂合金，由以下組分組成:釔(Y) 5.5%~6.5%，釹(Nd) 1.8%~2.5% JL(Gd)1.0%~1.5%，鋅(Zn) 0.1%~0.3%，鋯(Zr) 0.4%~0.6%，銀(Ag) 0.1%~0.2%，余量為鎂(Mg)，以質量百分比計。本發明是以所述稀土元素為主要合金元素的鑄造鎂合金，稀土元素固溶強化和沉淀強化效果好，具有較高的高溫強度和優良的抗蠕變性能。
[0005]本發明的另一目的在于提供上述鎂合金的制備方法。此目的是通過以下措施實現的:
上述耐熱鑄造鎂合金的制備方法包括以下步驟:
(1)配料:采用純度大于99.95%的金屬鎂錠、Mg-30%Y、Mg_30%Nd、Mg_30%Gd、Zn錠、Mg-30%Zr、Mg-25%Ag中間合金作為原料；
(2)熔煉:在坩禍電阻爐熔煉Mg至熔化，依次加入鎂釔、鎂釹、鎂釓、鎂鋯、鋅、鎂銀中間合金進行熔煉，熔煉溫度為780°C，用RJ-6熔劑保護；
(3)精煉:對步驟(2)所得產品進行精煉，精煉溫度為760°C-780°C，精煉劑為RJ-6和氟化鎂混合物，精煉時間5~10分鐘；然后升溫至780°C，靜置20~60分鐘；
(4)澆注:在720~760°C進行澆注。
[0006](5)熱處理:525°C ±5°C 固溶 10 h ~12h，空冷；225°C ±5°C時效 10 h ~12h，空冷。
[0007]上述澆注時模具采用金屬模或砂型模。
[0008]有益效果
1..本發明的耐熱鑄造鎂合金其室溫抗拉強度彡300MPa，斷后伸長率彡3.0%，150°C條件下，抗拉強度彡260MPa，斷后伸長率彡5.0%。具有良好的綜合力學性能，可廣泛應用于軍工、汽車等行業。
[0009]2.針對現有鑄造耐熱鎂合金鑄造性能差，熱裂傾向大的問題，本發明的耐熱鎂合金其鑄造性能好:合金的流動性(棒長)312mm，熱裂傾向(環寬)20-22.5mm。
[0010] 3.本發明節約了資源，有效降低了成本。
【具體實施方式】
[0011 ] 本發明實施例中所用原材料的純度為99.95%的Mg，99.5%的Zn，99.8%的Mg-30%Y、Mg-30%Nd、Mg_30%Gd、Mg_30%Zr、Mg-25%Ag 中間合金。
[0012]流動性采用水平直棒試樣法測試；熱裂傾向采用熱裂環法測試。
[0013]以下通過實施例來進一步說明本發明，但本發明不局限于這些實施例。
[0014]實施例1
本實施例高強度耐熱鑄造鎂合金是由以下質量百分比的組分組成:6.2 % Y，2.0 %N d，1.2%Gd，0.2%Zn，0.5%Zr，0.l%Ag，余量為鎂，其中雜質元素S1、Fe、Cu和Ni總量小于0.2%。
[0015]按上述合金成分配制各原料，所述鎂合金的制備工藝為:在坩禍電阻爐中加入鎂錠，熔煉至熔化，再分批加入鎂釔、鎂釹、鎂釓、鎂鋯、鋅、鎂銀中間合金，保持熔煉溫度為780°C，熔煉過程中用RJ-6熔劑保護；然后780°C進行精煉，精煉劑為RJ-6和氟化鎂混合物，精煉時間8分鐘；精煉完成后，升溫至780 °C，靜置50分鐘。澆入金屬模中，澆注溫度為740°C。將鎂合金鑄件在525°C ±5°C固溶處理12h，225°C ±5°C時效處理12h。
[0016]本實施例所得的耐熱鎂合金，其室溫抗拉強度為315MPa，斷后伸長率3.5%，150°C條件下，抗拉強度272MPa，斷后伸長率6.2% ;流動性(棒長)312mm，熱裂傾向(環寬)20-22.5mm。
[0017]實施例2
本實施例高強度耐熱鑄造鎂合金是由以下質量百分比的組分組成:5.9 % Y，2.2 %N d，
1.3%Gd，0.1%Ζη，0.5%Zr，0.2%Ag，其余為 Mg，其中雜質元素 S1、Fe、Cu 和 Ni 總量小于 0.2%。
[0018]按上述合金成分配制各原料，所述鎂合金的制備工藝為:在坩禍電阻爐中加入鎂錠，熔煉至熔化，再分批加入鎂釔、鎂釹、鎂釓、鎂鋯、鋅、鎂銀中間合金，保持熔煉溫度為7800C，熔煉過程中用RJ-6熔劑保護；760°C精煉，精煉劑為RJ-6和氟化鎂混合物，精煉時間10分鐘；精煉完成后，升溫至780°C，靜置40分鐘。澆入金屬模中，澆注溫度為750°C。將鎂合金鑄件在525°C ±5°C固溶處理12h，225°C ±5°C時效處理12h。
[0019]本實施例所得的耐熱鎂合金，其室溫抗拉強度為310MPa，斷后伸長率4.0%，150°C條件下，抗拉強度268MPa，斷后伸長率7.5% ;流動性(棒長)318mm，熱裂傾向(環寬)20-22.5mm。
【主權項】
1.一種耐熱鑄造鎂合金，由以下組分組成:釔(Y) 5.5%~6.5%，釹(Nd) 1.8%~2.5%，釓(Gd)L 0%~1.5%，鋅(211)0.1%~0.3%，g(Zr)0.4%~0.6%J|(Ag)0.1%~0.2%，余量為鎂(Mg)，以質量百分比計。2.如權利要求1所述的耐熱鑄造鎂合金的制備方法，包括以下步驟: (1)配料:采用純度大于99.95%的金屬鎂錠、Mg-30%Y、Mg_30%Nd、Mg_30%Gd、Zn錠、Mg-30%Zr、Mg-25%Ag中間合金作為原料； (2)熔煉:在坩禍電阻爐熔煉Mg至熔化，依次加入鎂釔、鎂釹、鎂釓、鎂鋯、鋅、鎂銀中間合金進行熔煉，熔煉溫度為780°C，用RJ-6熔劑保護； (3)精煉:對步驟(2)所得產品進行精煉，精煉溫度為760°C-780°C，精煉劑為RJ-6和氟化鎂混合物，精煉時間5~10分鐘；然后升溫至780°C，靜置20~60分鐘； (4)澆注:在720~760°C進行澆注； (5)熱處理:525°C±5°C 固溶 10 h ~12h，空冷；225°C ±5°C時效 10 h ~12h，空冷。3.如權利要求2所述的耐熱鑄造鎂合金的制備方法，所述澆注時模具采用金屬模或砂型模。
【專利摘要】本發明提供了一種耐熱鑄造鎂合金，由以下組分組成：釔（Y）5.5%~6.5%，釹（Nd）1.8%~2.5%，釓（Gd）1.0%~1.5%，鋅（Zn）0.1%~0.3%，鋯（Zr）0.4%~0.6%，銀（Ag）0.1%~0.2%，余量為鎂（Mg），以質量百分比計。本發明具有較高的高溫強度和優良的抗蠕變性能，并且具備優良的鑄造性能。
【IPC分類】C22C23/06, C22C1/06, C22C1/03, C22F1/06
【公開號】CN105154736
【申請號】CN201510694241
【發明人】陶健全, 李曉松, 萬元元, 張艷平, 夏祥生, 孫昌建
【申請人】中國兵器工業第五九研究所
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年10月23日