专利名称：一种Zn-Re-Zr-Mg系合金及铸造方法
技术领域：
本发明属于铸造技术领域,特别涉及Zn-Re-Zr-Mg系合金及铸造方法。
背景技术：
Zn-Re-Zr-Mg系合金是航空发动机机匣类铸件用的镁合金材料,主要元素为成份Re :2. 5% 4. 0%，Zn :2. 0% 3. 5%，Zr :0. 4% I. 0%，余量为Mg，该合金具有疏松倾向小，在铸造时充型能力强的特点，但该合金铸件的室温力学性能伸长率一般要求伸长率3%，在实际生产中，大多数铸件的伸长率仅有I. 7% 2. 5%，产品合格率低，其主要原因是该合金的塑性不好，因此，如何提高Zn-Re-Zr-Mg系合金的塑性成了影响该合金推广应用的技术瓶颈之一
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明设计提供了一种Zn-Re-Zr-Mg系合金及铸造方法，解决了塑性差的问题，提高了铸件室温力学性能和成品率。本发明的技术方案是一种Zn-Re-Zr-Mg系合金，主要由Zn、Re、Zr、Mg元素组成，各化学元素的成份为Re 2. 5% 3. 2%, Zn 2. 0% 2. 8%, Zr 0. 4% I. 0%, Nd 0. 5% 1% 的元素，余量 Mg 以及不可避免的杂质。在本发明中，加入Nd元素后，使Nd元素与Zn、Re、Zr、Mg等主要元素相互作用，从而改变合金的内部组织结构，提高内部组织的均匀性，通过金相试验，证明加入Nd元素后，使合金中的强化相Mg-Zn-Ce形态由原来的沿晶界连续分布变为现在的强化相Mg-Zn-Ce-Nd呈细小弥散沿晶界断续均匀分布，提高组织均匀性，减少应力集中，使合金塑性提闻。在本发明中，还提供了这种合金的铸造方法，主要有炉料配制、精炼、静置、浇注步骤，炉料主要采用镁锭、Mg-Zn-RE中间合金、MgNd30、MgZr30,回炉料，将清洁后的钢坩埚加热至暗红色，往坩埚内撒入熔剂，加料顺序是先将小块回炉料置于坩埚底部，镁锭、Mg-Zn-Re中间合金沿埚壁立放，升温熔化，合金液升温至700°C 720°C时，根据配料需要补加预热的Zn，全化后沿埚底搅拌Imin 2min，再升温至760V 770V，根据配料需要补加经预热的混合稀土金属RE及MgNd30中间合金,全化后沿祸底搅拌2min 3min,将合金液升温至780V 810°C后加入经预热的镁锆中间合金，全化后沿埚底搅拌8min lOmin，搅拌时合金液温度不低于760°C，搅拌时结束后，将合金液温度控制在770°C 780°C，用熔剂进行精炼，熔剂用量为炉料重量的2% 4%，精炼时间4min 5min，将合金液升温至780°C 810°C，保温静置15min 20min，检查断口质量，合格后将合金液温度调整到铸件浇注温度准备浇注，浇注在30min内完毕。本发明的积极效果和优点是I、本发明的合金加入Nd元素后，提高组织均匀性，减少应力集中，使合金塑性提闻。2、铸件不仅具备原有良好的铸造性能，而且室温力学性能比未加Nd元素稳定可靠，提升了产品合格率。
具体实施例方式下面对本发明作进一步详细说明一种Zn-Re-Zr-Mg系合金，主要由Zn、Re、Zr、Mg元素组成，各化学元素的成份为 Re 2. 5% 3. 0%, Zn 2. 0% 2. 8%, Zr 0. 4% I. 0%, Nd 0. 8% 1% 的元素，余量 Mg 以及不可避免的杂质。利用这种合金铸造航空发动机机匣类铸件的方法，主要有炉料配制、精炼、静置、浇注步骤，炉料主要采用镁锭、Mg-Zn-Re中间合金、MgNd30、MgZr30,回炉料，将清洁后的钢坩埚加热至暗红色，往坩埚内撒入熔剂，加料顺序是先将小块回炉料置于坩埚底部，镁锭、Mg-Zn-RE中间合金沿埚壁立放，升温熔化，合金液升温至710°C 720°C时，根据配料需要补加预热的Zn，全化后沿埚底搅拌I. 5min,再升温至760V 770°C，根据配料需要补加经预热的混合稀土金属RE及MgNd30中间合金，全化后沿埚底搅拌2. 50min,将合金液升温至780V 810°C后加入经预热的镁锆中间合金，全化后沿埚底搅拌9min，搅拌时合金液温度不低于760°C，搅拌时结束后，将合金液温度控制在770°C 780°C，用熔剂进行精炼，熔剂用量为炉料重量的2% 4%，精炼时间4min，将合金液升温至780 V 810°C，保温静置15min,检查断口质量，合格后将合金液温度调整到铸件浇注温度准备浇注，浇注在30min内完毕。采用本发明的方法，铸件不仅具备原有良好的铸造性能，而且室温力学性能比未加Nd元素稳定可靠，提升了产品合格率。
权利要求
1.一种Zn-Re-Zr-Mg系合金,主要由Zn、Re、Zr、Mg元素组成,其特征是各化学元素的成份为 Re :2. 5% 3. 2%, Zn :2. 0% 2. 8%, Zr :0. 4% I. 0%, Nd :0. 5% 1% 的元素，余量Mg以及不可避免的杂质。
2.—种利用权利要求I所述的Zn-Re-Zr-Mg系合金铸造方法，主要包括炉料配制、精炼、静置、浇注步骤，其特征在于所述炉料主要采用镁锭、Mg-Zn-Re中间合金、MgNd30、MgZr30,回炉料等，将清洁后的钢坩埚加热至暗红色，往坩埚内撒入熔剂，加料顺序是先将小块回炉料置于坩埚底部，镁锭、Mg-Zn-Re中间合金沿埚壁立放，升温熔化，合金液升温至700°C 720°C时,根据配料需要补加预热的Zn,全化后沿祸底搅拌Imin 2min,再升温至760°C 770°C，根据配料需要补加经预热的混合稀土金属Re及MgNd30中间合金，全化后沿埚底搅拌2min 3min，将合金液升温至780°C 810°C后加入经预热的镁锆中间合金，全化后沿祸底搅拌8min IOmin,搅拌时合金液温度不低于760°C,搅拌时结束后,将合金液温度控制在770V 780°C，用熔剂进行精炼，熔剂用量为炉料重量的2% 4%，精炼时间4min 5min,将合金液升温至780V 810°C,保温静置15min 20min,检查断口质量,合格后将合金液温度调整到铸件浇注温度准备浇注，浇注在30min内完毕。
全文摘要
本发明公开了一种Zn-Re-Zr-Mg系合金及铸造方法，合金主要由Zn、Re、Zr、Mg元素组成，各化学元素的成份为Re2.5%～3.2%，Zn2.0%～2.8%，Zr0.4%～1.0%，Nd0.5%～1%的元素，余量Mg以及不可避免的杂质，铸造方法主要包括炉料配制、精炼、静置、浇注等步骤，本发明加入Nd元素后，提高内部组织的均匀性，减少应力集中，使合金塑性提高，铸件不仅具备原有良好的铸造性能，而且室温力学性能比未加Nd元素稳定可靠，提升了产品合格率。
文档编号B22D21/04GK102808121SQ20121031442
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者谢建中, 张世明, 宋建业, 周从光 申请人:贵州安吉航空精密铸造有限责任公司