一种变形镁合金及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种变形镁合金，按照重量百分比含量含有：Al：4.5-6.1%，Mn：2.6-3.6%，Cu：2.3-3.3%，Ca：1.8-2.2%，Th：0.41-0.52%，Ti：1.7-2.21%，Ce：3.55-3.82%，Sb：2.1-2.4%，Zr：1.1-1.3%，Nb：0.31-0.52%，Ta：0.75-0.92%，Lu：0.11-0.2%，Sc：0.3-0.62%，Pr：0.52-0.63%，余量为Mg。本发明还提出该变形镁合金的制备方法。本合金还具有良好力学性能跟消震性能。
【专利说明】一种变形镁合金及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于镁合金材料领域，尤其是一种变形镁合金及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 最近二十年来，世界范围内许多国家都在积极研究开发满足可持续发展战略需求 的轻质高性能生态型材料。在众多的轻质材料中，由于镁合金具有密度小，比刚度和比强度 高，而且还有着优良的导热性能、电磁屏蔽性能、阻尼性能、切削加工性和减震性能，同时具 有尺寸稳定、无污染、易回收等一系列优点，加之资源丰富等优势，是结构轻量化的理想材 料。日益引起许多工业发达国家和发展中国家政府研究人员的重视。与铸造镁合金相比， 变形镁合金具有更高的力学性能和更广阔的应用前景。然而由于目前的变形镁合金虽然塑 性较好，但室温和高温强度较低和抗蠕变性偏低，很难满足航空、航天、兵器和民用轿车领 域对高强韧、高耐热性和高蠕变强度的轻质结构材料的要求，因此，提高变形镁合金强度使 其具有良好的综合性能，是新型镁合金开发的热点，同时变形镁合金开发对拓展镁合金的 应用领域具有重要意义。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术存在的问题，本发明提供一种变形镁合金及其制备方法，该工艺方 法成本低且简便易行，获得的变形镁合金具有较高的强度，使得此类镁合金具有比传统商 业镁合金优越的力学性能。
[0004] 为达此目的，本发明采用以下技术方案： 一种变形镁合金，按照重量百分比含量含有：A1 :4. 5-6. 1%，Mn :2. 6-3. 6%，Cu : 2· 3-3. 3%，Ca :1. 8-2. 2%，Th :0· 41-0. 52%，Ti :1. 7-2. 21%，Ce :3. 55-3. 82%，Sb :2. 1-2. 4%， Zr ：1. 1-1. 3%, Nb ：0. 31-0. 52%, Ta ：0. 75-0. 92%, Lu ：0. 11-0. 2%, Sc ：0. 3-0. 62%, Pr ： 0· 52-0. 63%，余量为 Mg。
[0005] 更进一步地，按照重量百分比含量含有：A1 :4. 5%，Mn :2. 6%，Cu :2. 3%，Ca :1. 8%， Th ：0. 41%, Ti ：1. 7%, Ce ：3. 55%, Sb ：2. 1%, Zr ：1. 1%, Nb ：0. 31%, Ta ：0. 75%, Lu ：0. 11%, Sc ： 0· 3%，Pr :0· 52%，余量为 Mg。
[0006] 另外，还提供一种所述的变形镁合金的制备方法，包括以下步骤： ⑴备料：按照重量百分比含量进行原料准备，所述原料为纯Mg锭、Mg- Μη中间合金、 纯Α1锭、纯Cu、Al- Ca中间合金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、 Mg- Sb中间合金、纯Zr、Al- Nb中间合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、纯Lu、A1-Sc中间合金； (2)烘干：将准备好的原料纯Mg锭、Mg- Μη中间合金、纯A1锭、纯Cu、Al- Ca中间合 金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、Mg- Sb中间合金、纯Zr、Al- Nb 中间合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、纯Lu、Al- Sc中间合金进行烘干处理，其中 纯Mg锭、纯A1锭、纯Cu、纯Zr、纯Lu在100°C下烘干，而Mg- Μη中间合金、Al- Ca中间合 金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、Mg- Sb中间合金、Al- Nb中间 合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、Al- Sc中间合金在150°C下烘干； (3) 熔炼：将电阻坩埚预热至300-350°C，持续通入SF6气体保护气氛在电阻坩埚中熔 炼合金，先在电阻坩埚中加入纯Mg锭加热，待纯镁锭完全熔化后，加入纯A1锭、纯Cu、纯 Zr、纯Lu，待电阻坩埚中的原料完全熔化后，加热至780-800°C的温度下再加入Mg- Μη中间 合金、Al- Ca中间合金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、Mg- Sb中 间合金、Al- Nb中间合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、Al- Sc中间合金，所有原料 充分熔化后机械搅拌4-6分钟，使合金成分均匀； (4) 精炼：持续通入SF6气体进行保护，在镁合金熔液表面均匀撒入精炼剂，加入后 充分搅拌并静置5-15分钟；然后使电阻坩埚升温至760-780°C保温9-11分钟，再降温至 680-720°C静置3-5分钟，得镁合金精炼液；所述的精炼剂为RJ-5精炼剂，加入量为炉料量 的 10% ; (5) 浇铸：将熔融的镁合金精炼液浇铸到预热温度为320?340°C的铁模具中，浇铸温 度为740?760°C，铁模具的内腔尺寸为长8cm，宽8cm，高4cm，浇铸完成后，将模具及其内 的镁合金熔体置于空气中冷却后脱模，制得所述变形镁合金。
【具体实施方式】 [0007] 实施例1 一种变形镁合金，按照重量百分比含量含有：A1 :4. 5%，Mn :2. 6%，Cu :2. 3%，Ca : 1. 8%， Th ：0. 41%, Ti ：1. 7%, Ce ：3. 55%, Sb ：2. 1%, Zr ：1. 1%, Nb ：0. 31%, Ta ：0. 75%, Lu ：0. 11%, Sc ： 0· 3%，Pr :0· 52%，余量为 Mg。
[0008] 变形镁合金的制备方法，包括以下步骤： ⑴备料：按照重量百分比含量进行原料准备，所述原料为纯Mg锭、Mg- Μη中间合金、 纯Α1锭、纯Cu、Al- Ca中间合金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、 Mg- Sb中间合金、纯Zr、Al- Nb中间合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、纯Lu、A1-Sc中间合金； (2) 烘干：将准备好的原料纯Mg锭、Mg- Μη中间合金、纯A1锭、纯Cu、Al- Ca中间合 金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、Mg- Sb中间合金、纯Zr、Al- Nb 中间合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、纯Lu、Al- Sc中间合金进行烘干处理，其中 纯Mg锭、纯A1锭、纯Cu、纯Zr、纯Lu在100°C下烘干，而Mg- Μη中间合金、Al- Ca中间合 金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、Mg- Sb中间合金、Al- Nb中间 合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、Al- Sc中间合金在150°C下烘干； (3) 熔炼：将电阻坩埚预热至300°C，持续通入SF6气体保护气氛在电阻坩埚中熔炼合 金，先在电阻坩埚中加入纯Mg锭加热，待纯镁锭完全熔化后，加入纯A1锭、纯Cu、纯Zr、纯 Lu，待电阻坩埚中的原料完全熔化后，加热至780°C的温度下再加入Mg- Μη中间合金、A1-Ca中间合金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、Mg- Sb中间合金、Α1-Nb中间合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、Al- Sc中间合金，所有原料充分熔化后 机械搅拌4分钟，使合金成分均勻； (4) 精炼：持续通入SF6气体进行保护，在镁合金熔液表面均匀撒入精炼剂，加入后充 分搅拌并静置5分钟；然后使电阻坩埚升温至760°C保温9分钟，再降温至680°C静置3分 钟，得镁合金精炼液；所述的精炼剂为RJ-5精炼剂，加入量为炉料量的10% ; (5)浇铸：将熔融的镁合金精炼液浇铸到预热温度为320°C的铁模具中，浇铸温度为 740°C，铁模具的内腔尺寸为长8cm，宽8cm，高4cm，浇铸完成后，将模具及其内的镁合金熔 体置于空气中冷却后脱模，制得所述变形镁合金。
[0009] 实施例2 : 一种变形镁合金，按照重量百分比含量含有：A1 :4. 8%，Mn :3. 1%，Cu :2. 8%，Ca :2. 0%， Th ：0. 46%, Ti ：2. 0%, Ce ：3. 7%, Sb ：2. 25%, Zr ：1. 2%, Nb ：0. 42%, Ta ：0. 82%, Lu ：0. 15%, Sc ： 0· 46%，Pr :0· 57%，余量为 Mg。
[0010] 变形镁合金的制备方法，包括以下步骤： ⑴备料：按照重量百分比含量进行原料准备，所述原料为纯Mg锭、Mg- Μη中间合金、 纯Α1锭、纯Cu、Al- Ca中间合金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、 Mg- Sb中间合金、纯Zr、Al- Nb中间合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、纯Lu、A1-Sc中间合金； (2) 烘干：将准备好的原料纯Mg锭、Mg- Μη中间合金、纯A1锭、纯Cu、Al- Ca中间合 金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、Mg- Sb中间合金、纯Zr、Al- Nb 中间合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、纯Lu、Al- Sc中间合金进行烘干处理，其中 纯Mg锭、纯A1锭、纯Cu、纯Zr、纯Lu在100°C下烘干，而Mg- Μη中间合金、Al- Ca中间合 金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、Mg- Sb中间合金、Al- Nb中间 合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、Al- Sc中间合金在150°C下烘干； (3) 熔炼：将电阻坩埚预热至330°C，持续通入SF6气体保护气氛在电阻坩埚中熔炼合 金，先在电阻坩埚中加入纯Mg锭加热，待纯镁锭完全熔化后，加入纯A1锭、纯Cu、纯Zr、纯 Lu，待电阻坩埚中的原料完全熔化后，加热至790°C的温度下再加入Mg- Μη中间合金、A1-Ca中间合金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、Mg- Sb中间合金、Α1-Nb中间合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、Al- Sc中间合金，所有原料充分熔化后 机械搅拌5分钟，使合金成分均勻； (4) 精炼：持续通入SF6气体进行保护，在镁合金熔液表面均匀撒入精炼剂，加入后充 分搅拌并静置10分钟；然后使电阻坩埚升温至770°C保温10分钟，再降温至700°C静置4 分钟，得镁合金精炼液；所述的精炼剂为RJ-5精炼剂，加入量为炉料量的10% ; (5) 浇铸：将熔融的镁合金精炼液浇铸到预热温度为330°C的铁模具中，浇铸温度为 750°C，铁模具的内腔尺寸为长8cm，宽8cm，高4cm，浇铸完成后，将模具及其内的镁合金熔 体置于空气中冷却后脱模，制得所述变形镁合金。
[0011] 实施例3: 一种变形镁合金，按照重量百分比含量含有：A1 :6. 1%，Mn :3. 6%，Cu :3. 3%，Ca :2. 2%， Th ：0. 52%, Ti ：2. 21%, Ce ：3. 82%, Sb ：2. 4%, Zr ：1. 3%, Nb ：0. 52%, Ta ：0. 92%, Lu ：0. 2%, Sc ： 0· 62%，Pr :0· 63%，余量为 Mg。
[0012] 变形镁合金的制备方法，包括以下步骤： ⑴备料：按照重量百分比含量进行原料准备，所述原料为纯Mg锭、Mg- Μη中间合金、 纯Α1锭、纯Cu、Al- Ca中间合金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、
【权利要求】
1. 一种变形镁合金，其特征在于，按照重量百分比含量含有：A1 :4. 5-6. 1%，Μη : 2. 6-3. 6%, Cu ：2. 3-3. 3%, Ca ：1. 8-2. 2%, Th ：0. 41-0. 52%, Ti ：1. 7-2. 21%, Ce ：3. 55-3. 82%, Sb ：2. 1-2. 4%, Zr ：1. 1-1. 3%, Nb ：0. 31-0. 52%, Ta ：0. 75-0. 92%, Lu ：0. 11-0. 2%, Sc ： 0· 3-0. 62%，Pr :0· 52-0. 63%，余量为 Mg。
2. 如权利要求1所述的变形镁合金，其特征在于，按照重量百分比含量含有：A1 :4. 5%， Μη ：2. 6%,Cu ：2. 3%, Ca ：1. 8%, Th ：0. 41%, Ti ：1. 7%, Ce ：3. 55%, Sb ：2. 1%, Zr ：1. l%,Nb ：0. 31%, Ta :0· 75%，Lu :0· 11%，Sc :0· 3%，Pr :0· 52%，余量为 Mg。
3. 如权利要求1-2所述的变形镁合金的制备方法，其特征在于： ⑴备料：按照重量百分比含量进行原料准备，所述原料为纯Mg锭、Mg- Μη中间合金、 纯Α1锭、纯Cu、Al- Ca中间合金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、 Mg- Sb中间合金、纯Zr、Al- Nb中间合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、纯Lu、A1-Sc中间合金； (2) 烘干：将准备好的原料纯Mg锭、Mg- Μη中间合金、纯A1锭、纯Cu、Al- Ca中间合 金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、Mg- Sb中间合金、纯Zr、Al- Nb 中间合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、纯Lu、Al- Sc中间合金进行烘干处理，其中 纯Mg锭、纯A1锭、纯Cu、纯Zr、纯Lu在100°C下烘干，而Mg- Μη中间合金、Al- Ca中间合 金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、Mg- Sb中间合金、Al- Nb中间 合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、Al- Sc中间合金在150°C下烘干； (3) 熔炼：将电阻坩埚预热至300-350°C，持续通入SF6气体保护气氛在电阻坩埚中熔 炼合金，先在电阻坩埚中加入纯Mg锭加热，待纯镁锭完全熔化后，加入纯A1锭、纯Cu、纯 Zr、纯Lu，待电阻坩埚中的原料完全熔化后，加热至780-800°C的温度下再加入Mg- Μη中间 合金、Al- Ca中间合金、Al- Th中间合金、Al- Ti中间合金、Mg- Ce中间合金、Mg- Sb中 间合金、Al- Nb中间合金、Al- Ta中间合金、Al- Pr中间合金、Al- Sc中间合金，所有原料 充分熔化后机械搅拌4-6分钟，使合金成分均匀； (4) 精炼：持续通入SF6气体进行保护，在镁合金熔液表面均匀撒入精炼剂，加入后 充分搅拌并静置5-15分钟；然后使电阻坩埚升温至760-780°C保温9-11分钟，再降温至 680-720°C静置3-5分钟，得镁合金精炼液；所述的精炼剂为RJ-5精炼剂，加入量为炉料量 的 10% ; (5) 浇铸：将熔融的镁合金精炼液浇铸到预热温度为320?340°C的铁模具中，浇铸温 度为740?760°C，铁模具的内腔尺寸为长8cm，宽8cm，高4cm，浇铸完成后，将模具及其内 的镁合金熔体置于空气中冷却后脱模，制得所述变形镁合金。
【文档编号】C22C23/02GK104099505SQ201410381669
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2014年8月6日
【发明者】农彩丽 申请人:农彩丽