本发明涉及一种稀土镁合金，更具体的是设计一种高强度耐热稀土镁合金，属于合金
技术领域：
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背景技术：
：镁合金由于密度小，比强度和比刚度高，尺寸稳定性和导热率高，机械性能好，是一种非常具有吸引力的的商用轻质结构材料。此外，镁是地球上储量最丰富的元素之一，是少数取之不尽、用之不竭的金属资源，且易于回收。因此，大量采用镁合金用于汽车及航空领域工作时未来制造业发展的重要方向，不仅可以达到最大的减重效果，并且可缓解日益严重的能源问题。目前汽车上的镁合金件，基本是都是压铸件，主要用于一些壳体件和受载荷较轻的面板和支架。镁合金若要在汽车工业上大量使用就必须要实现镁合金零件由目前的非承力件向次承力件或承力件跨越，故对镁合金的性能要求更高，而经过锻造、挤压或轧制等工艺生产出的变形镁合金产品通常具有更高的强度和疲劳寿命，更好的延展性，具有铸造镁合金产品无法取代的优良性能。现今，镁合金的发展主要致力开发应用于高强、高韧、耐腐蚀并具有优良成型性能的变形镁合金。变形镁合金中，镁-锌-锆系合金(Mg-Zn-Zr)作为现有商用镁合金中强度最高的一种，具有良好的塑性及耐蚀性，且是目前应用最广的变形镁合金之一。大量的采用ZK60镁合金是未来航空航天及汽车制造领域的发展趋势。但ZK60室温塑性较差，尤其耐热性差，热裂倾向大，而镁合金零部件在服役过程中需要承受高温、腐蚀、交变载荷等恶劣环境，久而久之，镁合金零部件便会在表面萌生疲劳裂纹源，疲劳裂纹源，继续进一步扩展为裂纹，零件便会发生疲劳破坏失效；故难以满足耐高温环境下的使用，尤其是航空航天领域的使用要求，对镁合金的发展造成了很大的限制。技术实现要素：针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种细化合金晶粒，改善合金的铸造性能和蠕变抗力的稀土镁合金。为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：本发明的目的是提供一种稀土镁合金，具体为一种低稀土高强变形的稀土镁合金，其原料组分及各组分的质量百分含量如下：Zn：5.0～6.0wt％；Zr：0.30～0.90wt％；Nd：1.0～5.0wt％；Y：1.0～10.0wt％；余量为Mg和不可避免的杂质。优选的，不可避免的杂质的质量百分含量不超过0.03wt％。更优选的，不可避免的杂质包括Fe和Si。作为一种优选的实施方式，本发明的稀土镁合金的原料组分及各组分的质量百分含量如下：Zn：5.0～6.0wt％；Zr：0.30～0.90wt％；Nd：2.0～3.0wt％；Y：3.0～5.0wt％；余量为Mg和不可避免的杂质。本发明的另一目的在于提供一种稀土镁合金的制备方法，该方法具体为：f.按稀土镁合金的配比将纯镁、纯锌锭及中间合金在烘箱中预热至400℃，保温10～20min；在SF6+CO2气体保护下，将镁锭、锌锭放入坩埚中，在380～580℃，580～780℃温度下分段升温，加热熔炼；向镁熔液中加入烘干的Mg-Zr、Mg-Y和Mg-Nd中间合金，融化后每隔20分钟左右搅拌1次，搅拌3～4次，约1个小时，使成分均匀；g.加入熔炼剂去除杂质；在730～740℃静置30～40分钟，静置完毕后，打捞熔体表面浮渣，待温度降到690～710℃时，在SF6+CO2气体保护下，在200～300℃的铁模内进行浇铸；h.机加工：车削后铸锭直径为100mm；i.均匀化：均匀化温度为400度保温12小时；j.热挤压：挤压前铸锭预热和挤压筒温度均为380℃，预热2小时，挤压温度为400℃，挤压比为20～40:1，挤压速度为0.6～1.0mm/s，获得直径为18mm的镁合金棒材。优选地，挤压比优选为31：1。优选的，Mg-Y中间合金为Mg-30wt％Y中间合金。优选的，Mg-Nd中间合金为Mg-24wt％Nd中间合金。优选的，Mg-Zr中间合金为Mg-30wt％Zr中间合金。本发明提供的稀土镁合金以ZK60为基础，添加了稀土元素，发现在特定配比下的稀土ZK60耐热性能明显提升，实验数据表明本发明提供的ZK60添加稀土后，晶粒明显细化，使镁合金的力学性能大大提高，拓展了其在高热使用环境下要求，进一步拓展了ZK60的使用范围，应用广泛。具体实施方式下面结合实施例及对比例对本发明作进一步详细、完整地说明。实施例本实施例1-6的镁合金按照表1原料配比和下述方法制得。表1组分配比表Mg(wt％)Zn(wt％)Zr(wt％)Nd(wt％)Y(wt％)杂质(wt％)实施例186.9760.52.540.03实施例283.9760.51.580.03实施例387.9760.51.540.03实施例481.4760.5480.03实施例588.4760.5230.03实施例687.4760.5330.03如上表1所述的各实施例，采用如下制备方法，即可得到本发明提供的稀土镁合金，具体制备方法如下：a.按稀土镁合金的配比将纯镁、纯锌锭及中间合金在烘箱中预热至400℃，保温10～20min；在SF6+CO2气体保护下，将镁锭、锌锭放入坩埚中，在380～580℃，580～780℃温度下分段升温，加热熔炼；向镁熔液中加入烘干的Mg-30wt％Zr、Mg-30wt％Y和Mg-24wt％Nd中间合金，融化后每隔20分钟左右搅拌1次，搅拌3～4次，约1个小时，使成分均匀；b.加入熔炼剂去除杂质；在730～740℃静置30～40分钟，静置完毕后，打捞熔体表面浮渣，待温度降到690～710℃时，在SF6+CO2气体保护下，在200～300℃的铁模内进行浇铸；c.机加工：车削后铸锭直径为100mm；d.均匀化：均匀化温度为400度保温12小时；e.热挤压：挤压前铸锭预热和挤压筒温度均为380℃，预热2小时，挤压温度为400℃，挤压比为31:1，挤压速度为0.6～1.0mm/s，获得直径为18mm的镁合金棒材；f.退火冷却。对比例本对比例与实施例的区别仅在于不添加稀土元素，仅为ZK60，制备工艺相同。合金性能检测分别对上述实施例和对比例所得镁合金进行性能检测，其中拉伸强度试验的方法:经固溶时效处理后的试样，按照国家标准GB6397-86《金属拉伸实验试样》加工成5倍标准拉伸试样；在日本岛津AG-I250kN精密万能实验机上进行拉伸试验，拉伸速率为1mm/min；高温拉伸时，要保温10分钟，再进行拉伸。上述数据表明，本发明提供的镁合金在室温下的强度优于ZK60，尤其在高温下，拉伸强度仅降低20-30MPa，约10-20％，抗拉强度明显改善；尤其是实施例1所得ZK60-2.5Nd-4Y镁合金，在300-350°内，拉伸强度仅降低20MPa，约10％，抗拉强度显著提升，极大的提高了塑性差的ZK60的耐热性和塑性。最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。当前第1页1 2 3