专利名称：一种超声场与细化剂复合细化az31镁合金晶粒的方法
技术领域：
本发明属于镁合金铸造技术领域，涉及到一种超声场和细化剂复合细化AZ31镁合金晶粒的方法。
背景技术：
AZ31镁合金是最常用的镁合金之一，具有高的比强度、比刚度，优良的铸造性能和机械加工性能等优点。但AZ31镁合金液固温度区间间隔大，凝固过程中易产生缩松、气孔、 裂纹等缺陷。另外，粗大的晶粒也导致了该合金的力学性能较低，限制了其更广泛的应用。晶粒细化技术能有效的改善铸造缺陷，提高合金的强度和韧性。镁合金晶粒细化方法可分为化学法和物理法。化学法是通过添加晶粒细化剂或合金元素，物理法是通过施加超声场和电磁场等外场来细化镁合金。Mark A feston等人在《Scripta Materialia)) 上，55(2006)379-382，发表文献“Grain refinement of Mg-Al(-Mn)alloys by SiC additions"指出SiC微粒对Mg-Al合金有很好的细化效果，但SiC颗粒与镁合金熔体润湿性差，不易被引入到镁合金中，该文献采用无压渗流方法制备的Mg-SiC中间合金虽然解决了润湿性问题，但制备工艺相对复杂，成本较高。
发明内容
本发明提供一种简便、有效的细化AZ31镁合金晶粒的方法，采用超声波将SiC陶瓷微粒引入到AZ31镁合金熔体中。解决SiC陶瓷微粒与Mg基体润湿性差、难加入的问题。本发明的技术方案是将SiC陶瓷微粒与Mg粉按质量比为1 2均勻混合后压成块，烘干制成细化剂；SiC陶瓷微粒尺寸为2-3微米，压块力为10-15MPa，烘干温度为不高于300°C ；用RJ-2熔剂保护熔化AZ31镁合金，升温到780°C后加入镁合金熔体质量分数 0. 2% -1%的细化剂，保持20分钟后搅拌，继续保持10分钟后吹氩气精炼，680°C -700°C时进行超声处理，超声处理后立即浇注；超声处理镁合金熔体时的功率为350瓦，处理时间为 2分钟。本发明的效果和益处是与其他添加SiC的方法相比，操作工艺简单，生产成本低， 超声场改善了 SiC与Mg熔体的润湿性，提高了 SiC的吸收率，促使SiC在熔体中均勻分布。 同时也没有引入其他异质元素，对镁合金的成分影响很小。本发明方法对AZ31镁合金的细化效果好，并且使其强度和韧性得到了显著提高。
图1是没有添加细化剂的AZ31镁合金的微观组织图。图2是超声场和SiC细化剂复合处理后的AZ31镁合金微观组织图。
具体实施例方式以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式
。
(1)预热坩埚和合金料，坩埚加热到500°C时加入约600克Mg，Mg熔化后加入相应含量的Al-lOMn、Si，表面撒好RJ-2覆盖剂。(2)将熔体温度升到780°C，用钟罩将由SiC和Mg组成的块状细化剂(质量分数为0. 5% )压入到镁合金熔体中，保温20分钟。(3)对镁合金熔体进行搅拌，使得块状细化剂完全分散开，再继续保温10分钟。(4)用氩气精炼2分钟，然后降温到680°C加超声场，超声功率为350瓦，处理2分钟后浇注。从图1和图2对比可以看出，本发明的细化方法可以明显的细化AZ31镁合金晶粒。
权利要求
1. 一种超声场与细化剂复合细化AZ31镁合金晶粒的方法，其特征是，将SiC陶瓷微粒与Mg粉按质量比为1 2均勻混合后压成块，SiC陶瓷微粒尺寸为2-3微米，烘干制成细化剂；压块力为10-15MPa，烘干温度为不高于300°C ；用熔剂保护熔化AZ31镁合金，升温到 780°C后加入镁合金熔体质量分数为0. 2% -1%的细化剂，保持20分钟后搅拌，继续保持 10分钟后吹氩气精炼，680°C -700°C超声处理后立即浇注；超声处理镁合金熔体时的功率为350瓦，处理时间为2分钟。
全文摘要
一种超声场与细化剂复合细化AZ31镁合金晶粒的方法，属于镁合金铸造技术领域。其特征是，首先在镁合金熔剂的保护下将AZ31镁合金熔化，升温到780℃时加入由SiC陶瓷微粒和镁粉组成的细化剂，细化剂加入量为镁合金熔体质量分数的0.2％-1％，保温20分钟后搅拌使细化剂在熔体中分散开，继续保温10分钟后用氩气精炼，680℃-700℃时加超声场处理2分钟后浇注。本发明的效果和益处是操作工艺简单，生产成本低，对AZ31镁合金的细化效果好，并且使其强度和韧性得到了显著提高。
文档编号C22F3/02GK102409209SQ20111040027
公开日2012年4月11日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者季首华, 张兴国, 张爱民, 郝海 申请人:大连理工大学