专利名称：一种低成本耐热镁合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种低成本耐热镁合金及其制备方法。
背景技术：
镁合金由于具有较小的密度(是实用结构金属中密度最小的一 种)使其在许多场合具有十分显著的优势。特别是在航空、航天、以 及汽车、摩托车、高速/轻轨列车等交通工具轻量化方面具有难以替 代的优势。构件的密度小可以节省能源，在高速运动的场合还具有惯 性小的优势，这对于交通工具的启动和制动具有显著作用。
传统的镁合金如AZ91D、 AM50B、 AM60B等获得了广泛的应用，依 然是目前应用量最大的几种镁合金。这类镁合金的突出特点是具有优 异的压铸工艺性能，这是它们获得广泛应用的主要原因之一。但是这 些合金都具有一个缺点，就是在12(TC以上温度的抗蠕变性能特别低。 制约着镁合金在发动机缸体、自动变速箱、曲轴箱、齿轮室盖、油底
壳等重要部件上的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种低成本耐热镁合金。该耐热镁合金成本 比AZ91D、 AM50B、 AM60B等有少量增加、压铸工艺性能基本保持不降 低，在15(TC 175'C的抗蠕变性能大幅度提高，可以满足该镁合金 在发动机缸体、自动变速箱、曲轴箱、齿轮室盖、油底壳等重要部件 上的应用。
本发明的另一个目的是提供一种低成本耐热镁合金的制备方法。
本发明的再一个目的是提供一种低成本耐热镁合金中所添加的
Mg- Nd中间合金。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案
一种低成本耐热镁合金，其特征在于该耐热镁合金是在AZ91D (名义成分为:Al-9、 Zn-l、 Mn-0. 3)、 AM50B (名义成分为:Al-5、 Mn-0.4)或AM60B (名义成分为:Al-6、 Mn-0.4)熔液中添加Mg-Nd 中间合金，经压铸而成，其中，Mg-Nd中间合金的Nd的加入量为AZ91D、 AM50B或AM60B ,美合金量的0. 10 3. 0重量％。
所述的AZ91D名义成分为Al-9、 Zn-l、 Mn-0. 3; AM50B名义成 分为Al-5、 Mn-O. 4; AM60B名义成分为:A卜6、 Mn-0. 4。
一种制备本发明的耐热镁合金的方法，该方法包括下述过程
第一步，熔铸Mg- (20 60)重量。/。Nd中间合金锭坯；
第二步，将Mg- (20 60)重量Q/。Nd中间合金锭坯挤压成①2ram 0)60rnrn的线材或棒材；
第三步，将传统的AZ91D、 AM50B或AM60B镁合金熔化，按Mg- Nd 中间合金的Nd的加入量为AZ91D、AM50B或AM60B镁合金量的0. 10 3.0重量％，将Mg- (20 60)重量％ Nd中间合金的线材或棒材切成 段，再将Mg- Nd中间合金段预热到120 360°C，然后加入AZ91D、 AM50B或AM60B熔液中，压铸成耐热镁合金。
在本发明的制备耐热镁合金的方法中，所述的第一步过程包括下
述步骤
(1) 、将纯镁锭和纯Nd，按Mg- (20 60)重量。認d中间合金的
成份的重量百分比进行备料
(2) 、将预热炉升温到160 660°〔〕，并将熔化炉升温到500 800 °C，且向熔化炉通入保护气体；
(3) 、在预热炉中，将纯:;美锭预热到100' GOO。C，同时将纯Nd 锭预热到100 500°C;
(4) 、在已经预热的熔化炉中进行纯镁锭的熔炼，首先将占1熔
化炉的熔化重量1/2 1/20的预热纯镁锭加入熔化炉中，使其在保护 气体的保护下完全熔化，然后将其余的预热纯镁锭分批加入到熔化炉 中，待前一批预热纯镁锭熔化后，再加入下一批预热镁锭，每批加入 量以纯镁锭完全淹没在镁熔液中为准；如此重复进行，直至纯镁锭加 入量达到预定值，完全熔化后，将熔液表面的浮渣清理干净，将温度
控制在680 860。C;
(5) 、将预热后的纯Nd锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔 液中，加料筐为低碳钢或高铬钢制成，其上密布着大量的小孔，便于 Nd的溶解和扩散；
(6) 、将镁熔液温度控制在720 860。C，待Nd完全溶解后，再 在750 86(TC保温10 60分钟，使合金元素Nd均匀分布在镁熔液 中；
(7) 、最后，将Mg-Nd中间合金熔液浇注到充分预热过的金属型 铸造模具或者砂型铸造模具中凝固成锭坯，或者将Mg-Nd中间合金熔 液输送到结晶器中，进行连续或半连续铸造成锭坯。
在本发明的制备耐热镁合金的方法中，所述的第二步过程包括下 述步骤
(1) 、根据需要制备的中间合金线材或棒材的直径，确定挤压用 锭坯的直径，锭坯直径的确定原则是保证挤压比大于10，并且中间 合金元素的-Nd含量越高，采用的挤压比越大；
(2) 、采用车加工将锭坯表面车光，同时将锭坯直径和长度加工 到与挤压机挤压筒内径和长度相匹配，通常是坯料直径比挤压筒内径 小3 6 mm，坯料长度为坯料直径的1. 5 2. 5倍；
(3) 、采用加热炉将坯料加热到420°C 530°C，保温6 36小 时；
(4)、挤压筒温度为32(TC 490。C，挤压杆前进速度为0. 5腿 10腿/秒。
在本发明的制备耐热镁合金的方法中，在所述的第三步过程中， 所述的AZ91D、 AM50B或AM60B镁合金熔化是在与压铸机配套的镁合 金熔化炉中进行的。
在本发明的制备耐热镁合金的方法中，在所述的第三步过程中， 所述的将Mg- (20 60)重量。/。Nd中间合金的线材或棒材切成段的步 骤，是根据压铸零件对镁合金耐热性能的要求，选用需要添加的稀土 合金元素Nd量、Mg- Nd中间合金中Nd的含量、以及中间合金线材 或棒材的直径；并根据重熔铸锭重量规格、耐热镁合金需要添加的稀 土合金元素Nd量、Mg- Nd中间合金中Nd的含量、以及中间合金线
材或棒材的直径，将中间合金线材或棒材定尺切成段，其中，每段中 间合金线材或棒材中的Nd的含量为每块重熔铸锭中的Nd的加入的重
本发明的耐热镁合金中所添加的Mg- Nd中间合金，该Mg- Nd中 间合金中的配的含量为20 60重量％，余量为Mg。
所述的Mg- Nd中间合金为O2醒 (D60腿的线材或棒材。
本发明的优点是
本发明低成本耐热镁合金是以传统的镁合金如AZ91D、 AM50B、 AM60B为基本合金，采取在压铸生产时，向AZ91D或AM50B或認60B 熔液中添加适量的Mg-Nd中间合金，其中Mg-Nd中间合金是采取熔铸 -挤压方法制备的。采用本发明的耐热镁合金，其成本比AZ91D、AM50B、 認60B等只有少量增加，大约增加5% 15%;压铸工艺性能基本与原 镁合金相当，满足压铸工艺要求；在150'C 175t:的抗蠕变性&大 幅度提高，比如对于AZ91D+0.696Nd合金，在150°C、 100小时持久 载荷作用下产生0. 1%蠕变变形时的抗蠕变强度，由AZ91D的12 17 M
MPa，提高到35 50MPa，可以满足该镁合金在齿轮室盖、油底壳等
重要部件上的应用。
具体实施例方式
本发明的低成本耐热镁合金的制备方法的具体步骤为
第一步，熔铸Mg- (20 60) 。/。Nd中间合金锭坯，锭坯熔铸包括
下述步骤
(1) 、按本发明所述的Mg- (20 60) %Nd中间合金的成份的重 量百分比进行备料；
(2) 、将预热炉升温到160 660°C，并将熔化炉升温到500 800 °C，且向熔化炉通入保护气体；
(3) 、在预热炉中，将纯镁锭预热到100 600°C，同时将纯Nd 锭预热至(J 100 500°C;
(4) 、在已经预热的熔化炉中进行纯镁锭的熔炼，首先将占l熔 化炉的熔化重量1/2 1/20的预热纯镁锭加入熔化炉中，使其在保护 气体的保护下完全熔化，然后将其余的预热纯镁锭分批加入到熔化炉 中，待前一批预热纯镁锭熔化后，再加入下一批预热镁锭，每批加入 量以纯镁锭完全淹没在镁熔液中为准；如此重复进行，直至纯镁锭加 入量达到预定值，完全熔化后，将熔液表面的浮渣清理干净，将温度 控制在680 860。C;
(5) 、将预热后的纯Nd锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔 液中，加料筐为低碳钢或高铬钢制成，其上密布着大量的小孔，便于 Nd的溶解和扩散；(6) 、将镁熔液温度控制在720 86(TC，待Nd完全溶解后，再 在750 86(TC保温10 60分钟，使合金元素Nd均匀分布在镁熔液 中；
(7) 、最后，将Mg-Nd中间合金熔液浇注到充分预热过的金属型 铸造模具或者砂型铸造模具中凝固成锭坯，或者将Mg-Nd中间合金熔 液输送到结晶器中，进行连续或半连续铸造成锭坯。
第二步，将Mg-(20 60)Q/。Nd中间合金锭坯挤压成02mm O60mm
的线材或棒材，线材或棒材的挤压包括下述步骤
(1) 、根据需要制备的中间合金线材或棒材的直径，确定挤压用
锭坯的直径。锭坯直径的确定原则是保证挤压比大于10，并且中间
合金元素含量越高，采用的挤压比越大；
(2) 、采用车加工将锭坯表面车光，同时将锭坯直径和长度加工 到与挤压机挤压筒内径和长度相匹配，通常是坯料直径比挤压筒内径
小3 6鹏，坯料长度为坯料直径的L5 2.5倍；
(3) 、采用加热炉将坯料加热到420°C 530°C，保温6 36小
时；
(4) 、挤压筒温度为320。C 490。C，挤压杆前进速度为0. 5醒 10,/秒。
第三步，压铸生产用低成本耐热镁合金AZ91D+ (0. 10 3.0) %Nd、 AM50B+ (0. 10 3. 0) %Nd、 AM60B+ (0. 10 3. 0) %Nd的制备， 包括下述步骤
(1)、采用与压铸机配套的镁合金熔化炉，将传统的AZ91D、
AM50B、 AM60B镁合金熔化；
(2) 、根据压铸零件对镁合金耐热性能的要求，确定需要添加的 稀土合金元素Nd量、Mg-Nd中间合金中Nd的含量、以及中间合金线 材或棒材的直径；
(3) 、镁合金零件压铸生产采用的AZ91D、 AM50B、 AM60B镁合金 重熔铸锭重量规格主要有5kg、 7. 5kg、 10kg、 12kg，根据重熔铸锭 重量规格、低成本耐热镁合金需要添加的稀土合金元素Nd量、Mg-Nd 中间合金中Nd的含量、以及中间合金线材或棒材的直径，将中间合
金线材或棒材定尺切成段；
(4) 、将定尺的Mg-Nd中间合金段预热到120 36(TC，压铸过 程中，每加入1个AZ91D、 AM50B、 AM60B镁合金重熔铸锭，同时加入 1段Mg-Nd中间。
实施例1:压铸生产用AZ91D+0. P甜d镁合金熔炼方法 1、熔铸Mg-20%配中间合金锭坯，锭坯熔铸包括下述步骤
(1) 、按本发明所述的Mg-20%Nd中间合金的成份的重量百分比 进行备料；
(2) 、将预热炉升温到160 66(TC，并将熔化炉升温到500 800 °C，且向熔化炉通入保护气体；
(3) 、在预热炉中，将纯镁锭预热到100 60(TC，同时将纯Nd 锭预热到100 500°C;
(4) 、在已经预热的熔化炉中进行纯镁锭的熔炼，首先将占l熔 化炉的熔化重量1/2 1/20的预热纯镁锭加入熔化炉中，使其在保护 气体的保护下完全熔化，然后将其余的预热纯镁锭分批加入到熔化炉
中，待前一批预热纯镁锭熔化后，再加入下一批预热镁锭，每批加入 量以纯镁锭完全淹没在镁熔液中为准；如此重复进行，直至纯镁锭加 入量达到预定值，完全熔化后，将熔液表面的浮渣清理干净，将温度
控制在680 860。C;
(5) 、将预热后的纯Nd锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔 液中，加料筐为低碳钢或高络钢制成，其上密布着大量的小孔，便于 Nd的溶解和扩散；
(6) 、将镁熔液温度控制在720 86(TC，待Nd完全溶解后，再 在750 86(TC保温10 60分钟，使合金元素Nd均匀分布在镁熔液 中；
(7) 、最后，将Mg-Nd中间合金熔液浇注到充分预热过的金属型 铸造模具中凝固成直径为095mm的锭坯。
2、将Mg-20%Nd中间合金锭坯挤压成016mm的棒材，棒材的挤 压包括下述步骤
(1) 、采用6300kN的挤压机，挤压筒直径为96mm;
(2) 、采用带锯将锭坯定尺锯切成250腿长，采用车床将锭坯直 径加工成093 mm;
(3) 、采用加热炉将坯料加热到530士5。C，保温24小时；
(4) 、挤压筒温度为360±5°C，挤压杆前进速度为2 mm 3mm/ 秒，将Mg-20，d中间合金锭坯挤压成0> 16腿的棒材；
(5) 、用剪床将上述中间合金棒材定尺剪切成90士2mm长、大约 37克重的中间合金段。
3、压铸生产用AZ91D + 0. ly。Nd镁合金熔炼
(1) 、采用与压铸机配套的镁合金熔化炉，将150公斤传统的 AZ91D镁合金熔化，向熔液中加入20个在120 360。C预热后的上述 中间合金段，待中间合金段完全熔化后，生成的熔液就是AZ91D + 0. P/。Nd镁合金熔液，可以进行压铸生产；
(2) 、随着压铸生产的进行，需要不断补充AZ91D和在120 360 "C预热后的中间合金段，每加入1块7. 5kg规格的AZ91D重熔铸锭， 就同时加入l个中间合金段，如此反复，直至压铸生产结束。
该AZ91D+0. l%Nd镁合金成本比AZ91D大约增加8%，压铸工艺 性能基本与AZ91D相当，满足压铸工艺要求；在15(TC、 100小时持 久载荷作用下产生0. 1%蠕变变形时的抗蠕变强度，由AZ91D的12 17 M MPa，提高到25 30 MPa，可以满足该镁合金在1.3升以下的 小排量发动机油底壳上的应用。
实施例2:压铸生产用AZ91D+3. 0%Nd镁合金熔炼方法 1、熔铸Mg-50%配中间合金锭坯，锭坯熔铸包括下述步骤
(1) 、按本发明所述的Mg-50%Nd中间合金的成份的重量百分比 进行备料；
(2) 、将预热炉升温到160 660°C，并将熔化炉升温到500 800 °C，且向熔化炉通入保护气体；
(3) 、在预热炉中，将纯镁锭预热到100 600°C，同时将纯Nd 锭预热到100 500。C;
(4) 、在已经预热的熔化炉中进行纯镁锭的熔炼，首先将占l熔
化炉的熔化重量1/2 1/20的预热纯镁锭加入熔化炉中，使其在保护 气体的保护下完全熔化，然后将其余的预热纯镁锭分批加入到熔化炉 中，待前一批预热纯镁锭熔化后，再加入下一批预热镁锭，每批加入
量以纯镁锭完全淹没在镁熔液中为准；如此重复进行，直至纯镁锭加
入量达到预定值，完全熔化后，将熔液表面的浮渣清理干净，将温度
控制在680 860°C;
(5) 、将预热后的纯Nd锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔 液中，加料筐为低碳钢或高铬钢制成，其上密布着大量的小孔，便于 Nd的溶解和扩散；
(6) 、将镁熔液温度控制在720 86(TC，待Nd完全溶解后，再 在750 86(TC保温10 60分钟，使合金元素Nd均匀分布在镁熔液 中；
(7) 、最后，将Mg-Nd中间合金熔液输送到结晶器中，进行连续 或半连续铸造成直径为0 300mm的锭坯。
2、将Mg-50%配中间合金锭坯挤压成①60mm的棒材，棒材的挤 压包括下述步骤
(1) 、采用30000kN的挤压机，挤压筒直径为300mm;
(2) 、采用带锯将锭坯定尺锯切成700mm长，采用车床将锭坯直 径加工成①293 mm;
('3)、采用加热炉将坯料加热到^0士5。C，保温3fi小时；
(4)、挤压筒温度为360土5。C，挤压杆前进速度为8mm 10Mi/ 秒，将Mg-50%Nd中间合金锭坯挤压成①60mm的棒材；
(5)、用剪床将上述中间合金棒材定尺剪切成127士2mm长、大 约1.4公斤重的中间合金段。
3、压铸生产用AZ91D+3.09dNd镁合金熔炼
(1) 、采用与压铸机配套的镁合金熔化炉，将240公斤传统的 AZ91D镁合金熔化，向熔液中加入10个在120 36(TC预热后的上述 中间合金段，待中间合金段完全熔化后，生成的熔液就是AZ91D + 3.0%配镁合金熔液，可以进行压铸生产；
(2) 、随着压铸生产的进行，需要不断补充AZ91D和在120 360 X:预热后的中间合金段，每加入2块12kg规格的AZ91D重熔铸锭， 就同时加入l个上述中间合金段，如此反复，直至压铸生产结束。
该AZ91D + 3.0。甜d镁合金成本比AZ91D大约增加15%，压铸工艺 性能基本与AZ91D相当，满足压铸工艺要求；在20CTC、 100小时持 久载荷作用下产生0. 1%蠕变变形时的抗蠕变强度，由AZ91D的5 7 M MPa，提高到25 30 MPa，可以满足该镁合金在1.0 2.0升排量发 动机缸体的应用。
实施例3:压铸生产用AZ91D+1. 0%Nd镁合金熔炼方法 1、熔铸Mg-30%Nd中间合金锭坯，锭坯熔铸包括下述步骤
(1) 、按本发明所述的Mg-30%Nd中间合金的成份的重量百分比 进行备料；
(2) 、将预热炉升温到160 660°C，并将熔化炉升温到500 800 °C，且向熔化炉通入保护气体；
(3) 、在预热炉中，将纯镁锭预热到100 600°C，同时将纯Nd
锭预热到100 500°C;
(4) 、在已经预热的熔化炉中进行纯镁锭的熔炼，首先将占l熔 化炉的熔化重量1/2 1/20的预热纯镁锭加入熔化炉中，使其在保护 气体的保护下完全熔化，然后将其余的预热纯镁锭分批加入到熔化炉 中，待前一批预热纯镁锭熔化后，再加入下一批预热镁锭，每批加入 量以纯镁锭完全淹没在镁熔液中为准；如此重复进行，直至纯镁锭加 入量达到预定值，完全熔化后，将熔液表面的浮渣清理干净，将温度 控制在680 860。C;
(5) 、将预热后的纯Nd锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔 液中，加料筐为低碳钢或高铬钢制成，其上密布着大量的小孔，便于 Nd的溶解和扩散；
(6) 、将镁熔液温度控制在720 86(TC，待Nd完全溶解后，再 在750 86(TC保温10 60分钟，使合金元素Nd均匀分布在镁熔液 中；
(7) 、最后，将Mg-Nd中间合金熔液浇注到充分预热过的金属型 铸造模具中凝固成直径为①200mm的锭坯。
2、将Mg-30%Nd中间合金锭坯挤压成040mm的棒材，棒材的挤 压包括下述步骤
(1) 、采用25000kN的挤压机，挤压筒直径为200mm;
(2) 、采用带锯将锭坯定尺锯切成500mm长，采用车床将锭坯直 径加工成①193 mm;
(3) 、采用加热炉将坯料加热到530士5X:，保温32小时；(4) 、挤压筒温度为360±5°C，挤压杆前进速度为7 mm 9mm/ 秒，将Mg_50%Nd中间合金锭坯挤压成OMOmm的棒材；
(5) 、用剪床将上述中间合金棒材定尺剪切成106土2mm长、大 约0.4公斤重的中间合金段。
3、压铸生产用AZ91D+1.0。/。Nd镁合金熔炼
(1) 、采用与压铸机配套的镁合金熔化炉，将240公斤传统的 AZ91D镁合金熔化，向熔液中加入20个在120 36(TC预热后的上述 中间合金段，待中间合金段完全熔化后，生成的熔液就是AZ91D + 1.0%配镁合金熔液，可以进行压铸生产；
(2) 、随着压铸生产的进行，需要不断补充AZ91D和在120 360 。C预热后的中间合金段，每加入1块12kg规格的AZ91D重熔铸锭， 就同时加入l个上述中间合金段，如此反复，直至压铸生产结束。
该AZ91D+L0。/t)Nd镁合金成本比AZ91D大约增加10%，压铸工艺 性能基本与AZ91D相当，满足压铸工艺要求；在175。C、 100小时持 久载荷作用下产生0. 1%蠕变变形时的抗蠕变强度，由AZ91D的7 9 M MPa，提高到30 35MPa，可以满足该镁合金在轿车自动变速箱的应 用。
实施例4:压铸生产用AM60B + 2. 0%Nd镁合金熔炼方法 1、熔铸Mg-50。/。Nd中间合金锭坯，锭坯熔铸包括下述步骤
(1) 、按本发明所述的Mg-50%Nd中间合金的成份的重-量百分比 进行备料；
(2) 、将预热炉升温到160 600°C，并将熔化炉升温到500 800
。C，且向熔化炉通入保护气体；
(3) 、在预热炉中，将纯镁锭预热到100 460°C，同时将纯Nd 锭预热到100 350°C;
(4) 、在己经预热的熔化炉中进行纯镁锭的熔炼，首先将占1熔 化炉的熔化重量l/2 l/20的预热纯镁锭加入熔化炉中，使其在保护 气体的保护下完全熔化，然后将其余的预热纯镁锭分批加入到熔化炉 中，待前一批预热纯镁锭熔化后，再加入下一批预热镁锭，每批加入 量以纯镁锭完全淹没在镁熔液中为准；如此重复进行，直至纯镁锭加 入量达到预定值，完全熔化后，将熔液表面的浮渣清理干净，将温度 控制在680 860。C;
(5) 、将预热后的纯Nd锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔 液中，加料筐为低碳钢或高铬钢制成，其上密布着大量的小孔，便于 Nd的溶解和扩散；
(6) 、将镁熔液温度控制在720 86(TC，待Nd完全溶解后，再 在750 86(TC保温10 60分钟，使合金元素Nd均匀分布在镁熔液 中；
(7) 、最后，将Mg-Nd中间合金熔液浇注到充分预热过的金属型 铸造模具中凝固成直径为O200mm的锭坯。
2、将Mg-50%Nd中间合金锭坯挤压成①40mm的棒材，棒材的挤
压包括下述步骤
(1) 、采用25000kN的挤压机，挤压筒直径为200mm;
(2) 、采用带锯将锭坯定尺锯切成500mm长，采用车床将锭坯直
径加工成①193 mm;
(3) 、采用加热炉将坯料加热到380士5。C，保温32小时；
(4) 、挤压筒温度为360土5。C，挤压杆前进速度为7醒 9匪/ 秒，将Mg-50%Nd中间合金锭坯挤压成O40mm的棒材；
(5) 、用剪床将上述中间合金棒材定尺剪切成166土2mm长、大 约0. 48公斤重的中间合金段。
3、压铸生产用AM60B+2.(^Nd镁合金熔炼
(1) 、采用与压铸机配套的镁合金熔化炉，将240公斤传统的 AM60B镁合金熔化，向熔液中加入20个在120 36(TC预热后的上述 中间合金段，待中间合金段完全熔化后，生成的熔液就是AM60B + 2.0。/。Nd镁合金熔液，可以进行压铸生产；
(2) 、随着压铸生产的进行，需要不断补充AM60B和在120 360 。C预热后的中间合金段，每加入1块12kg规格的AM60B重熔铸锭， 就同时加入l个上述中间合金段，如此反复，直至压铸生产结束。
该AM60B+2. 0%Nd镁合金成本比AM60B大约增加10%，压铸工艺 性能基本与AM60B相当，满足压铸工艺要求；在175。C、 100小时持 久载荷作用下产生0. 1%蠕变变形时的抗蠕变强度，由AM60B的7 9 M MPa，提高到30 35MPa，可以满足该镁合金在摩托车曲轴箱的应用。
权利要求
1、一种低成本耐热镁合金，其特征在于该耐热镁合金是在AZ91D、AM50B或AM60B熔液中添加Mg-Nd中间合金，经压铸而成，其中，Mg-Nd中间合金的Nd的加入量为AZ91D、AM50B或AM60B镁合金量的0.10～3.0重量％。
2、 制备权利要求1所述的耐热镁合金的方法，其特征在于该方法包括下述过程第一步，熔铸Mg- (20 60)重量呢Nd中间合金锭坯； 第二步，将Mg- (20 60)重量％配中间合金锭坯挤压成02隱 cD60mm的线材或棒材；第三步，将传统的AZ91D、 AM50B或AM60B镁合金熔化，按Mg- Nd 中间合金的Nd的加入量为AZ91D、AM50B或AM60B镁合金量的0. 10 3.0重量％，将Mg- (20 60)重量％ Nd中间合金的线材或棒材切成 段，再将Mg- Nd中间合金段预热到120 360°C，然后加入AZ91D、 AM50B或AM60B熔液中，压铸成耐热镁合金。
3、 根据权利要求2所述的耐热镁合金的方法，其特征在于所 述的第一步过程包括下述步骤(1) 、将纯镁锭和纯Nd，按Mg- (20 60)重量％配中间合金的成份的重量百分比进行备料；(2) 、将预热炉升温到160 660°C，并将熔化炉升温到500 800 °C，且向熔化炉通入保护气体；(3) 、在预热炉中，将纯镁锭预热到100 600°C，同时将纯Nd 锭预热到100 500°C;(4) 、在已经预热的熔化炉中进行纯镁锭的熔炼，首先将占l熔 化炉的熔化重量1/2 1/20的预热纯镁锭加入熔化炉中，使其在保护 气体的保护下完全熔化，然后将其余的预热纯镁锭分批加入到熔化炉 中，待前一批预热纯镁锭熔化后，再加入下一批预热镁锭，每批加入 量以纯镁锭完全淹没在镁熔液中为准；如此重复进行，直至纯镁锭加 入量达到预定值，完全熔化后，将熔液表面的浮渣清理干净，将温度 控制在680 860°C;(5) 、将预热后的纯Nd锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔 液中，加料筐为低碳钢或高铬钢制成，其上密布着大量的小孔，便于Nd的溶解和扩散；(6) 、将镁熔液温度控制在720 86(TC，待Nd完全溶解后，再 在750 860'C保温10 60分钟，使合金元素Nd均匀分布在镁熔液 中；(7) 、最后，将Mg-Nd中间合金熔液浇注到充分预热过的金属型 铸造模具或者砂型铸造模具中凝固成锭坯，或者将Mg-Nd中间合金熔 液输送到结晶器中，进行连续或半连续铸造成锭坯。
4、根据权利要求2或3所述的耐热镁合金的方法，其特征在于 所述的第二步过程包括下述步骤(1) 、根据需要制备的中间合金线材或棒材的直径，确定挤压用锭坯的直径，锭坯直径的确定原则是保证挤压比大于10，并且中间 合金元素的-Nd含量越高，采用的挤压比越大；(2) 、采用车加工将锭坯表面车光，同时将锭坯直径和长度加工 到与挤压机挤压筒内径和长度相匹配，通常是坯料直径比挤压筒内径 小3 6 mm，坯料长度为坯料直径的1. 5 2. 5倍；(3) 、采用加热炉将±土料加热到420°C 530°C，保温6 36小时；(4) 、挤压筒温度为320°C 490°C，挤压杆前进速度为0. 5 mm 10mm/秒。
5、 根据权利要求4所述的耐热镁合金的方法，其特征在于在所述的第三步过程中，所述的AZ91D、 AM50B或雄60B镁合金熔化是 在与压铸机配套的镁合金熔化炉中进行的。
6、 根据权利要求5所述的耐热镁合金的方法，其特征在于在 所述的第三步过程中，所述的将Mg- (20 60)重量％配中间合金的 线材或棒材切成段的步骤，是根据压铸零件对镁合金耐热性能的要 求，选用需要添加的稀土合金元素Nd量、Mg- Nd中间合金中Nd的 含量、以及中间合金线材或棒材的直径；并根据重熔铸锭重量规格、 耐热镁合金需要添加的稀土合金元素Nd量、Mg- Nd中间合金中Nd 的含量、以及中间合金线材或棒材的直径，将中间合金线材或棒材定 尺切成段，其中，每段中间合金线材或棒材中的Nd的含量为每块重 熔铸锭中的Nd的加入的重量。
7、 一种权利要求1所述的耐热镁合金中所添加的Mg-Nd中间合 金，其特征在于该Mg-Nd中间合金中的Nd的含量为20 60重量％， 余量为Mg。
8、根据权利要求7所述的Mg- Nd中间合金，其特征在于所 述的Mg- Nd中间合金为O)2mm O)60mm的线材或棒材。
全文摘要
一种低成本耐热镁合金及其制备方法，该耐热镁合金是在AZ91D、AM50B或AM60B熔液中添加Mg-Nd中间合金，经压铸而成，其中，Mg-Nd中间合金的Nd的加入量为AZ91D、AM50B或AM60B镁合金量的0.10～3.0重量％。该方法包括下述过程第一步，熔铸Mg-(20～60)重量％Nd中间合金锭坯；第二步，将Mg-(20～60)重量％Nd中间合金锭坯挤压成Φ2mm～Φ60mm的线材或棒材；第三步，将传统的AZ91D、AM50B或AM60B镁合金熔化，再将Mg-(20～60)重量％Nd中间合金加入AZ91D、AM50B或AM60B熔液中，压铸成耐热镁合金。该镁合金在150℃～175℃的抗蠕变性能大幅度提高，可以满足该镁合金在发动机缸体、自动变速箱、曲轴箱、齿轮室盖、油底壳等重要部件上的应用。
文档编号C22C1/03GK101173330SQ20061011417
公开日2008年5月7日 申请日期2006年10月31日 优先权日2006年10月31日
发明者孙银祥, 奎 张, 李兴刚, 李永军, 焦红忠, 熊柏青, 米绪军, 文 罗 申请人:北京有色金属研究总院