一种添加稀土La以提高AZ61镁合金力学性能的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种添加稀±钦^提高Mg-6Al-0. 35Mn-0. 2化合金力学性能的方法， 属于合金性能优化技术领域。
【背景技术】
[0002] 镇合金具有比强度、比刚度高，导热、导电性能好，电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切 削加工性优良和易于回收再生等特点，被人们誉为21世纪最具发展潜力和前途的绿色工 程材料，被广泛应用于汽车、电子、航天航空等工业领域。国外已采用镇合金制造汽车轮 穀、仪表板和方向盘等几十种零部件，其中AZ91和AM60两种镇合金占汽车用镇合金总量 的90%。AM60合金初性好于AZ91合金但强度不及AZ91合金，为了满足轮穀的性能要求， 提高AM60合金的力学性能就成为迫切需要解决的问题。
[0003] 目前，已有很多镇-铅合金晶粒细化技术，如过热法、氯化铁法、加碳变质法和加 A14C3、AlN、SiC、TiC细化晶粒法等。送些方法虽有一定的优点，但也有明显不足，如氯化 铁法虽然操作温度较低，但却会释放氯化物有害气体，并且氯化物和铁残留在合金中也会 导致合金耐腐蚀性能下降。国内外研究表明，稀±元素可W净化合金烙液，改善合金铸造 性能、细化组织、增强合金耐蚀性能，进而提高合金的室温及高温性能。我国是镇及镇合金 的生产大国，同时又具有丰富的稀±资源，所W研究和开发含有稀±的高性能镇合金具有 很重要的现实意义，但相关研究报道并不多见。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的问题：提供一种添加稀±钦^提高Mg-6Al-0. 35Mn-0. 2化合金力 学性能的方法，能有效地细化AM60镇合金组织，形成颗粒状AlllNd3相并促使B相由不连 续网状向颗粒状转变，使其变少、变细，从而使合金的力学性能得到提高。
[0005] 本发明的技术方案： 一种添加稀±钦W提高Mg-6Al-0. 35Mn-0. 2化合金力学性能的方法，其工艺操作顺 序： (1) 清洁炉内壁W及不镑钢巧巧，将合金原料装入巧巧，将包覆好预先称量的钦粉放 到合金添加仓； (2) 密封烙炼系统，并对其抽真空，当真空度达到10-3化后，关闭真空阀，向炉内充 氮气； (3) 当氮气压达到102化后，关闭一切阀口； (4) 升温烙化合金，当巧锅内温度达到800 + 5度时，从合金添加仓中加入钦粉，并进 行充分揽拌、精炼； (5) 静置18~20 min后降低输入功率，把镇合金烙体温度稳定在680 + 5)度后，德注 到金属型铸模中； (6) 待其冷却后，出炉空冷即可。
[0006] 所述钦元素 W质量分数计为0. 9%。
[0007] 本发明的有益效果： (1)稀±元素钦能有效地细化AM60镇合金组织，形成颗粒状AlllNd3相并促使B相由 不连续网状向颗粒状转变，使其变少、变细。
[0008] (2)当 AM60 镇合金中加入 0. 9% 钦元素时，I?b=230MPa，R0. 2=123MPa, D5=14%，具有 最好的力学性能；若继续增加钦元素含量，致使AlllNd3针状相粗大，影响了合金力学性能 的提局。
[0009]
【具体实施方式】： W纯镇、锋、铅和自行烙制的铅-儘中间合金为原料制备AM60基体合金，并在此基础 上添加不同含量的钦（分析纯），共配制5种合金，含钦质量分数分别为0、0. 3、0. 6、0. 9、 1. 2。
[0010] 试验合金在ZRR-M10型真空电阻烙炼炉中烙化、精炼。其工艺操作顺序：（1)清洁 炉内壁W及不镑钢巧巧，将合金原料装入巧巧，将包覆好预先称量的钦粉放到合金添加 仓；（2)密封烙炼系统，并对其抽真空，当真空度达到10-3化后，关闭真空阀，向炉内充 氮气；（3)当氮气压达到102化后，关闭一切阀口；（4)升温烙化合金，当巧锅内温度达到 (800 + 5)度时，从合金添加仓中加入钦粉，并进行充分揽拌、精炼；（5)静置1扩20 min后 降低输入功率，把镇合金烙体温度稳定在化80 ±5)度后，德注到金属型铸模中；(6)待其 冷却后，出炉空冷，随后把铸件加工成各种试样，然后在WDW-100KN型拉伸试验机上进行 力学性能试验。
[0011] 表1合金的力学'生能与银含量的关系
由表2可知，合金中加入钦后，其Ψ长率得到了明显提高，当钦质量分数为0.9 %时， 合金的伸长率达到最大值14%，比基体AM60镇合金的5%提高了 1.8倍，送主要是由于稀± 钦能够显著细化合金中A-Mg相和B-Mgl7A112相的结果。但继续增加合金中钦的加入量， 会导致合金的伸长率下降。稀±钦对合金抗拉强度和屈服强度的影响与对合金伸长率的影 响一致，当钦含量达到0.9 %时，合金具有最大的抗拉强度和屈服强度，分别为230 MPa 和127MPa。与基体合金相比，屈服强度提高了近48%，但抗拉强度的提高不是很明显，约 提高了 28%。继续增加钦元素的含量，则会导致合金的抗拉强度和屈服强度下降。
【主权项】
1. 一种添加稀土钕以提高Mg-6Al-0. 35Mn-0. 2Zn合金力学性能的方法，其工艺操作 顺序： (1) 清洁炉内壁以及不锈钢坩埚，将合金原料装入坩埚，将包覆好预先称量的钕粉放 到合金添加仓； (2) 密封熔炼系统，并对其抽真空，当真空度达到10-3Pa后，关闭真空阀，向炉内充 氦气； (3) 当氩气压达到102Pa后，关闭一切阀门； (4) 升温熔化合金，当坩锅内温度达到800 ±5度时，从合金添加仓中加入钕粉，并进 行充分搅拌、精炼； (5) 静置18~20 min后降低输入功率，把镁合金熔体温度稳定在680±5)度后，浇注 到金属型铸模中； (6) 待其冷却后，出炉空冷即可。2. 根据权利要求1所述的一种添加稀土钕以提高Mg-6Al-0. 35Mn-0. 2Zn合金力学性能 的方法，其特征在于：所述钕元素以质量分数计为〇. 9%。
【专利摘要】本发明公开了一种添加稀土钕以提高Mg-6Al-0.35Mn-0.2Zn合金力学性能的方法，其工艺操作顺序:清洁炉内壁以及不锈钢坩埚,将合金原料装入坩埚,将包覆好预先称量的钕粉放到合金添加仓；密封熔炼系统,并对其抽真空,当真空度达到10-3Pa后,关闭真空阀,向炉内充氩气；当氩气压达到102Pa后,关闭一切阀门；升温熔化合金,当坩锅内温度达到800±5度时,从合金添加仓中加入钕粉,并进行充分搅拌、精炼；静置18～20min后降低输入功率,把镁合金熔体温度稳定在680±5)度后，浇注到金属型铸模中；待其冷却后,出炉空冷即可。本发明能有效地细化AM60镁合金组织，使合金的力学性能得到提高。
【IPC分类】C22C23/02, C22C1/02
【公开号】CN105506316
【申请号】CN201410500786
【发明人】何小红
【申请人】何小红
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2014年9月26日