一种用于航空航天结构件用镁合金性能的新型中间合金及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及合金材料，特别是涉及一种用于航空航天结构件用镁合金性能的新型中间合金及其制备方法。
【背景技术】
[0002]镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是:密度低、比性能好、减震性能好、导电导热性能良好、工艺性能良好，因此是航空器、航天器和火箭导弹制造工业中使用的最轻金属结构材料。但是由于镁合金易于氧化燃烧、耐热性差、耐蚀性能差，在潮湿空气中容易氧化和腐蚀，因此零件使用前，表面需要经过化学处理或涂漆;而且镁的重量比铝轻，比重为1.8，强度也较低，只有200?300MPa，主要用于制造低承力的零件。因此，只有进一步改进镁合金的强度性能，才能更大范围的在航空航天工业领域利用镁合金材料的优势。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于航空航天结构件用镁合金性能的新型中间合金及其制备方法，制备的用于航空航天结构件用镁合金性能的新型中间合金能有效提高最终镁合金材料的强度。
[0004]为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下:
[0005]—种用于航空航天结构件用镁合金性能的新型中间合金，中间合金的成分包含镁粉、赤磷粉、硼化钛、稀土，其中，中间合金的各成分组成按重量百分比分别为:镁粉:75_80 %，赤磷粉:17-23 %，硼化钛:1.5-2.5%,稀土: 0.1-0.35 %。
[0006]进一步地，镁粉的粒度为50-80目。
[0007]进一步地，赤磷粉的粒度为50-100目。
[0008]进一步地，硼化钛的粒径在10μηι-30μηι范围内。
[0009]进一步地，稀土中镧和铈的总重量百分含量为30-40%。
[0010]—种上述用于航空航天结构件用镁合金性能的新型中间合金的制备方法，包含以下步骤:
[0011]步骤1:在常规条件下按照重量百分比准备镁粉、赤磷粉、硼化钛、稀土；
[0012]步骤2:将重量比例适中的四种粉末混合搅拌，搅拌时添加适量的无水乙醇；
[0013]步骤3:将搅拌均匀的粉末置入2公斤容量的模具中，压制成小块并烘干；
[0014]步骤4:将制作完成的小块放置在真空加热炉中，并充入惰性气体，使加热炉处于真空状态下，将加热炉升温并保温；
[0015]步骤5:将加热完成之后的合金锭随加热炉自然冷却，并包装入库。
[0016]进一步地，步骤2中是在15°C_25°C的条件下搅拌，搅拌时间为10-15分钟。
[0017]进一步地，步骤3的中压制时的温度为25°C_35°C，压制时的压力为60KN-70KN。
[0018]进一步地，步骤4中的真空状态下的压力保持在4.5 X 10—3Pa以下，加热炉升温到500°C_550°C，保温时间为1-2小时。
[0019]进一步地，步骤4中的惰性气体为99.999 %纯度的惰性气体氩。
[0020]本发明的镁-磷-硼化钛-稀土四元素中间合金，在生产航空航天器结构件用的镁合金材料时添加，能有效的提高最终镁合金材料的强度;使其原来的强度200?300MPa提高至330?405MPa。
【具体实施方式】
[0021]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]本发明提供的用于航空航天结构件用镁合金性能的新型中间合金，中间合金的成分包含镁粉、赤磷粉、硼化钛、稀土，其中，中间合金的各成分组成按重量百分比分别为:镁粉:75-80%，赤磷粉:17-23%，硼化钛:1.5-2.5% ,稀土:0.1-0.35%。其中，镁粉的粒度为50-80目，赤磷粉的粒度为50-100目，硼化钛的粒径在10μπι-30μπι范围内，稀土中镧和铈的总含量为30-40%，不可避免的杂质小于0.2%。
[0023]本发明提供的用于航空航天结构件用镁合金性能的新型中间合金的制备方法，包含以下步骤:
[0024]步骤1:在常规条件下按照重量百分比准备镁粉、赤磷粉、硼化钛、稀土；
[0025]步骤2:在15°C_25°C的条件下，将重量比例适中的四种粉末混合搅拌，搅拌时添加适量的无水乙醇;搅拌时间为10-15分钟。
[0026]步骤3:将搅拌均匀的粉末置入2公斤容量的模具中，压制成小块并烘干;压制时的温度为25°C_35°C，压制时的压力为60KN-70KN。
[0027]步骤4:将制作完成的小块放置在真空加热炉中，并充入99.999%纯度的惰性气体氩，使加热炉处于真空状态下，压力保持在4.5 X 10—3Pa以下，将加热炉升温到500°C_550°C并保温1-2小时；
[0028]步骤5:将加热完成之后的合金锭随加热炉自然冷却，并包装入库。
[0029]实施例一:
[0030]在常规条件下，按重量百分比为:镁粉:75%，赤磷粉:23 %，硼化钛:1.5 %、稀土:0.35%准备镁粉、赤磷粉、硼化钛、稀土。其中，镁粉的粒度为80目，赤磷粉的粒度为100目，硼化钛的粒径为30μπι，稀土中镧和铈的总含量为30%，不可避免的杂质0.15%。
[0031]在15°C的条件下，将重量比例适中的四种粉末混合搅拌，搅拌时添加适量的无水乙醇;搅拌时间为15分钟。
[0032]将搅拌均匀的粉末置入2公斤容量的模具中，压制成小块并烘干;压制时的温度为25°C，压制时的压力为70KN。
[0033]将制作完成的小块放置在真空加热炉中，并充入99.999%纯度的惰性气体氩，使加热炉处于真空状态下，压力保持在4.5X 10—3Pa以下，将加热炉升温到550°C并保温2小时。
[0034]步骤5:将加热完成之后的合金锭随加热炉自然冷却，并包装入库。
[0035]制备的用于航空航天结构件用镁合金性能的新型中间合金，在生产航空航天器结构件用的镁合金材料时适量添加，能有效的提高最终镁合金材料的强度，使最终镁合金材料的强度由原来的260MPa提高到330MPa。
[0036]实施例二:
[0037]在常规条件下，按重量百分比为:镁粉:76%，赤磷粉:22 %，硼化钛:1.8 %、稀土:
0.1%准备镁粉、赤磷粉、硼化钛、稀土。其中，镁粉的粒度为75目，赤磷粉的粒度为90目，硼化钛的粒径为27μπι，稀土中镧和铈的总含量为32%，不可避免的杂质0.1%。
[0038]在17°C的条件下，将重量比例适中的四种粉末混合搅拌，搅拌时添加适量的无水乙醇;搅拌时间为14分钟。
[0039]将搅拌均匀的粉末置入2公斤容量的模具中，压制成小块并烘干;压制时的温度为27°C，压制时的压力为67KN。
[0040]将制作完成的小块放置在真空加热炉中，并充入99.999%纯度的惰性气体氩，使加热炉处于真空状态下，压力保持在4.5 X 10—3Pa以下，将加热炉升温到535°C并保温1.7小时。
[0041 ]步骤5:将加热完成之后的合金锭随加热炉自然冷却，并包装入库。
[0042]制备的用于航空航天结构件用镁合金性能的新型中间合金，在生产航空航天器结构件用的镁合金材料时适量添加，能有效的提高最终镁合金材料的强度，使最终