专利名称：一种超高塑性、高强度铸造镁合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及金属材料领域，特别是涉及一种超高塑性、高强度铸造镁合金及其制备方法。
背景技术：
镁合金作为最轻的工程结构金属材料，具有许多优异的独特性能，如比强度高、比刚度 高、导电导热性好，兼有良好的阻尼减震和电磁屏蔽性能，良好的再生回用等优点，在汽车、 通讯设备、航空等领域中具有良好的应用前景。尤其在轻量化方面，具有难以替代的显著优 势。然而，镁的晶体结构为密排六方，滑移系少，塑性变形能力差，在很大程度上限制了其 应用。铸造镁合金能够成型复杂形状，在生产中备受青睐，但铸造镁合金的缺点是塑性较差。 专利200610045693.1和200710011886.X分别给出了改善镁合金性能的途径。然而，其工艺 相对较复杂。此外，目前镁合金的种类较少，难以满足不同工况的要求，急需研制出一种超 高塑性、高强度铸造镁合金。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、可靠，且易于推广应用的超高塑性、高强度铸造镁 合金及其制备方法。
本发明的技术方案是在气体保护下，将预热后的纯镁在预定的较低温度下进行熔化， 然后将一定比例的锡和铝加入到熔体中，待完全熔化后搅拌均匀，再升温至较高预定温度精 炼和清渣处理，最后浇注成锭。
一种超高塑性、高强度铸造镁合金，该合金的化学成分的质量百分比为锡0.5-8.0， 铝1.0-6.0，其余为镁。
所述的锡含量质量百分比为2.0~5.0，铝含量质量百分比为2.04.0;
根据上述的一种超高塑性、高强度铸造镁合金的制备方法，该方法包括以下步骤
(1) 按照镁合金成分比例进行备料；
(2) 在气体保护熔炼炉中，先将按比例配制的纯镁锭在坩埚中预热至350400°C，然后 升温至650-68(TC进行熔化；
(3) 分别将按比例配制的并经过200'C预热的纯锡和纯铝加入镁熔体中，继续在650-680 'C静置保温5-10分钟，然后搅拌2-20分钟，使成分均匀；
(4) 加入2号熔剂，将温度升温至730-82(TC，静置保温5-IO分钟，吹氩气精炼，清渣处理后，直接浇注成锭。
本发明与目前已有的技术相比具有以下特点-
本发明提供一种工艺简单、可靠，操作方便，且易于推广应用的铸造镁合金的成分及制 备方法。
1) 该铸造镁合金具有超高塑性，同时具有高强度，如铸态条件下，成分优化后的合金 可获得延伸率为20-35%、抗拉强度为220-250MPa、多次轧制变形率大于80-85%。
2) 锡和铝作为合金元素，本申请专利的成分范围未见报道；
3) 采用铸造方法生产，工艺简单；
4) 采用低温熔炼和元素均匀化，升至高温精炼和清渣，最大程度减少氧化烧损和污染；
具体实施方式
实施例一
(1) 按质量百分比称取原材料为纯锡0.5%，纯铝1%，其余为镁；
(2) 在气体保护熔炼炉中，先将上述含量的纯镁锭在坩埚中预热至350~400°C，然后升 温至650"680。C进行熔化；
(3) 分别将上述含量的并且经过200'C预热的纯锡和纯铝加入镁熔体中，继续在650-680 'C静置保温5-10分钟，然后搅拌2-20分钟，使成分均匀；
(4) 加入2号熔剂，将温度升温至730-82CTC，静置保温5-IO分钟，吹氩气精炼，清渣 处理后，直接浇注成锭，制得Mg-0.5Sn-lAl合金。
实施例二
(1) 按质量百分比称取原材料为纯锡2%，纯铝2%，其余为镁；
(2) 在气体保护熔炼炉中，先将上述含量的纯镁锭在坩埚中预热至350400°C，然后升 温至650"680'C进行熔化；
(3) 分别将上述含量的并且经过20(TC预热的纯锡和纯铝加入镁熔体中，继续在650-680 'C静置保温5-IO分钟，然后搅拌2-20分钟，使成分均匀；
(4) 加入2号熔剂，将温度升温至730-82(TC，静置保温5-10分钟，吹氩气精炼，清渣 处理后，直接浇注成锭，制得Mg-2Sn-2Al合金。
实施例三
(1) 按质量百分比称取原材料为纯锡3%，纯铝3%，其余为镁；
(2) 在气体保护熔炼炉中，先将上述含量的纯镁锭在坩埚中预热至35040(TC，然后升 温至650-680'C进行熔化；
(3) 分别将上述含量的并且经过200。C预热的纯锡和纯铝加入镁熔体中，继续在650-680 "C静置保温5-IO分钟，然后搅拌2-20分钟，使成分均匀；
(4) 加入2号熔剂，将温度升温至730-820°C ，静置保温5-10分钟，吹氩气精炼，清渣处理后，直接浇注成锭，制得Mg-3Sn-3A1合金。该合金铸造性能为延伸率大于30-35%、 抗拉强度大于为230-250MPa、变形率大于85%。 实施例四
(1) 按质量百分比称取原材料为纯锡5%，纯铝2%，其余为镁；
(2) 在气体保护熔炼炉中，先将上述含量的纯镁锭在坩埚中预热至35(M0(TC，然后升 温至650-680。C进行熔化；
(3) 分别将上述含量的并且经过20(TC预热的纯锡和纯铝加入镁熔体中，继续在650-680 'C静置保温5-IO分钟，然后搅拌2-20分钟，使成分均匀；
(4) 加入2号熔剂，将温度升温至730-82CTC，静置保温5-10分钟，吹氩气精炼，清渣 处理后，直接浇注成锭，制得Mg-5Sn-2Al合金。
实施例五
(1) 按质量百分比称取原材料为纯锡5%，纯铝4%，其余为镁；
(2) 在气体保护熔炼炉中，先将上述含量的纯镁锭在坩埚中预热至35040(TC，然后升 温至650-680'C进行熔化；
(3) 分别将上述含量的并且经过20(TC预热的纯锡和纯铝加入镁熔体中，继续在650~680 'C静置保温5-10分钟，然后搅拌2-20分钟，使成分均匀；
(4) 加入2号熔剂，将温度升温至730-82(TC，静置保温5-10分钟，吹氩气精炼，清渣 处理后，直接浇注成锭，制得Mg-5Sn^4Al合金。
实施例六
(1) 按质量百分比称取原材料为纯锡2%，纯铝4%，其余为镁；
(2) 在气体保护熔炼炉中，先将上述含量的纯镁锭在坩埚中预热至35040(TC，然后升 温至650-68(TC进行熔化；
(3) 分别将上述含量的并且经过20(TC预热的纯锡和纯铝加入镁熔体中，继续在650-680 °〇静置保温5-10分钟，然后搅拌2-20分钟，使成分均匀；
(4) 加入2号熔剂，将温度升温至730-82(TC，静置保温5-IO分钟，吹氩气精炼，清渣 处理后，直接浇注成锭，制得Mg-2Sn^4Al合金。
实施例七
(1) 按质量百分比称取原材料为纯锡8%，纯铝1%，其余为镁；
(2) 在气体保护熔炼炉中，先将上述含量的纯镁锭在坩埚中预热至35040(TC，然后升 温至650"680'C进行熔化；
(3) 分别将上述含量的并且经过20(TC预热的纯锡和纯铝加入镁熔体中，继续在650-680 'C静置保温5-IO分钟，然后搅拌2-20分钟，使成分均匀；
(4) 加入2号熔剂，将温度升温至730-820°C，静置保温5-10分钟，吹氩气精炼，清渣 处理后，直接浇注成锭，制得Mg-8Sn-lAl合金。实施例八
(1) 按质量百分比称取原材料为纯锡8%，纯铝6%，其余为镁；
(2) 在气体保护熔炼炉中，先将上述含量的纯镁锭在坩埚中预热至350400°C，然后升 温至650"68(TC进行熔化；
(3) 分别将上述含量的并且经过20(TC预热的纯锡和纯铝加入镁熔体中，继续在650-680 'C静置保温5-10分钟，然后搅拌2-20分钟，使成分均匀；
(4) 加入2号熔剂，将温度升温至730-820'C，静置保温5-IO分钟，吹氩气精炼，清渣 处理后，直接浇注成锭，制得Mg-8Sn-6Al合金。
实施例九
(1) 按质量百分比称取原材料为纯锡3%，纯铝6%，其余为镁；
(2) 在气体保护熔炼炉中，先将上述含量的纯镁锭在坩埚中预热至35040(TC，然后升 温至650-680'C进行熔化；
(3) 分别将上述含量的并且经过20(TC预热的纯锡和纯铝加入镁熔体中，继续在650-680 'C静置保温5-IO分钟，然后搅拌2-20分钟，使成分均匀；
(4) 加入2号熔剂，将温度升温至730-820°C，静置保温5-10分钟，吹氩气精炼，清渣 处理后，直接浇注成锭，制得Mg-3Sn-6Al合金。该合金铸造性能为延伸率大于20-25%、 抗拉强度大于为240-250MPa。
实施例十
(1)按质量百分比称取原材料为纯锡4%，纯铝3%，其余为镁； P)在气体保护熔炼炉中，先将上述含量的纯镁锭在坩埚中预热至350400°C，然后升 温至650-680。C进行熔化；
(3) 分别将上述含量的并且经过20(TC预热的纯锡和纯铝加入镁熔体中，继续在650~680 'C静置保温5-10分钟，然后搅拌2-20分钟，使成分均匀；
(4) 加入2号熔剂，将温度升温至730-820°C，静置保温5-10分钟，吹氩气精炼，清渣 处理后，直接浇注成锭，制得Mg一Sn-3Al合金。
实施例十一
(1) 按质量百分比称取原材料为纯锡3%，纯铝5%，其余为镁；
(2) 在气体保护熔炼炉中，先将上述含量的纯镁锭在坩埚中预热至350~400°C，然后升 温至650"680。C进行熔化；
(3) 分别将上述含量的并且经过20(TC预热的纯锡和纯铝加入镁熔体中，继续在650-680 'C静置保温5—IO分钟，然后搅拌2—20分钟，使成分均匀；
(4) 加入2号熔剂，将温度升温至730-820°C，静置保温5-IO分钟，吹氩气精炼，清渣 处理后，直接浇注成锭，制得Mg-3Sn-5Al合金。该合金变形率大于80%。
实施例十二(1) 按质量百分比称取原材料为纯锡2%，纯铝5%，其余为镁；
(2) 在气体保护熔炼炉中，先将上述含量的纯镁锭在坩埚中预热至35040(TC，然后升 温至650-680"C进行熔化；
(3) 分别将上述含量的并且经过20(TC预热的纯锡和纯铝加入镁熔体中，继续在650-680 'C静置保温5-10分钟，然后搅拌2-20分钟，使成分均匀；
(4) 加入2号熔剂，将温度升温至730-820°C，静置保温5-10分钟，吹氩气精炼，清渣 处理后，直接浇注成锭，制得Mg-2Sn-5A1合金。
权利要求
1、一种超高塑性、高强度铸造镁合金，其特征在于，该合金的化学成分的质量百分比为锡0.5-8.0，铝1.0-6.0，其余为镁。
2、 根据权利要求1所述的超高塑性、高强度铸造镁合金，其特征在于，所述的锡含量 质量百分比为2.0-5.0，铝含量质量百分比为2.0^.0。
3、 根据权利要求1所述的一种超高塑性、高强度铸造镁合金的制备方法，其特征在于， 该方法包括以下步骤(1) 按照镁合金成分比例进行备料；(2) 在气体保护熔炼炉中，先将按比例配制的纯镁锭在坩埚中预热至35040(TC，然后 升温至650-680'C进行熔化；(3) 分别将按比例配制的并经过20(TC预热的纯锡和纯铝加入镁熔体中，继续在650-680 'C静置保温5-IO分钟，然后搅拌2-20分钟，使成分均匀；(4) 加入2号熔剂，将温度升温至730-820°C，静置保温5-IO分钟，吹氩气精炼，清渣 处理后，直接浇注成锭。
全文摘要
本发明涉及一种超高塑性、高强度铸造镁合金及其制备方法。该合金的化学成分质量百分比为锡0.5-8.0，铝1.0-6.0，其余为镁。制备步骤为在气体保护下，将预热后的纯镁在预定的较低温度下进行熔化，然后将一定比例的锡和铝加入到熔体中，待完全熔化后搅拌均匀，再升温至较高预定温度精炼和清渣处理，最后浇注成锭。该合金具有超高塑性和高强度，且制备工艺简单、可靠，易于推广应用等优点。
文档编号C22C23/00GK101643871SQ200910067428
公开日2010年2月10日 申请日期2009年8月24日 优先权日2009年8月24日
发明者婷 何, 章 刘, 姜启川, 王东明, 王慧远 申请人:吉林大学