本发明涉及一种耐热的镁合金及制备方法。
背景技术：
镁合金是目前工业上可应用的最轻的金属结构材料，具有密度小、比强度高、比刚度高、尺寸稳定的特点，并且还有良好的机械加工性能和充型流动性 ；特别是除了上述热力学性能外，镁合金还具有优异的电磁屏蔽性能和可回收利用性能，正是信息时代和低碳环保所急需的新型材料。因此，镁合金被广泛应用于航空航天、汽车工业、计算机产品、通信器材和生物医学等各个领域，其产量年增长率近些年一直高达25％以上。可以说，镁合金已经成为继钢铁、铝合金之后发展起来的第三大金属材料，也是有色金属材料中最有开发和应用前途的金属材料之一。但是镁合金的缺点也非常明显，通常在 120℃以上，其高温强度和蠕变强度都会大幅下降，严重地限制了镁合金的应用范围。因此需要一种耐热的镁合金及制备方法的提出。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种耐热的镁合金及制备方法。
为了实现上述目的，本发明所设计的一种耐热的镁合金，各组分按以下质量百分含量分别为Al：5-10%、Zn：0.5-2%、Mn：0.25-0.5%、Cu：0.05-0.1%、Si：0.2-0.5%、Co：0.05-0.15%、Sm：0.05-0.15%、Ca：0.04-0.1%、Mo：0.02-0.05%；余量为Mg及不可避免的杂质，其中，Co与Sm的质量比为1:1，Ca与Mo的质量比为 2:1。
下面对本发明中镁合金的化学成份作详细叙述。
Al 是耐热镁合金中最主要的合金元素，Al 在 Mg 中的溶解度随温度的降低而下降，当合金凝固或时效处理 时，过饱和固溶体中会析出弥散、平衡的 β-Mg17Al12 强化相，从而提高合金的强度，在本专利中Al的含量为5-10%。
Zn与 Al一样，也是镁合金中常用的特征元素，其对镁合金的影响仅次于Al。随着 Zn含量的增加，抗拉强度提高，但是伸长率下降，在本专利中Zn的含量为0.5-2%。
Mn也能在一定程度上提高镁合金的耐热性能，在本专利中Mn的含量为0.25-0.5%。
Cu能提高镁合金的强度以及韧性，在本专利中Cu的含量为0.05-0.1%。
Si在镁合金中主要是形成具有高熔点的 Mg2Si 相，并弥散分布在晶界周围。Mg2Si相在 300℃以下相当稳定，可以使合金的高温抗蠕变性能明显改善。但如果 Si 加入量太大或冷却速度较缓慢时，Mg2Si 相就会形成粗大的汉子状，增加合金脆性，在本专利中Si的含量为0.2-0.5%。
Co能够增大镁合金的硬度和力度，且使得整个镁合金原料体系能够承受高温淬火，Co的加入还能在一定程度上与Si发生协同作用，使得制备的镁合金硬度更大，且耐酸碱性提高；在本专利中Co的含量为0.05-0.15%。
Sm有助于Si的生长，并能提高镁合金的耐热性能，在本专利中Sm的含量为0.05-0.15%。
Ca在耐热镁合金中能够细化枝晶尺寸，提高热稳定性。在镁合金中添加 Ca元素后，Ca与Si结合生成CaSi2粒子，为Mg2Si提供了形核源，使Mg2Si的形状由粗大的汉子状转变为细小的多边形，从而改善合金的高温力学性能，在本专利中Ca的含量为0.04-0.1%。
Mo有助于Ca的生长，并能提高镁合金的耐热性能，在本专利中Mo的含量为0.02-0.05%。
一种耐热的镁合金的制备方法如下：按照镁合金的原料比例混合均匀，然后投入真空炉内进行融化，先升温到750-800℃，保温30分钟，然后降温到 700℃-750℃，再保温20分钟，得合金液，采用气体保护或者镁合金覆盖剂保护防止合金液氧化；用所得合金液浇一小块样品，进行精炼、扒渣、镁液化学元素快速分析，若分析结果与原料配方有差别，补料进行调整；最后将合金液取出进行模装，冷却即可得到耐热的镁合金。
本发明得到的一种耐热的镁合金，有较高的耐热性，同时力学性能优良，机械加工性、流动性及压铸性良好，适合铸造尤其适合压铸的耐热镁合金，经测试，本申请中的镁合金在200℃下的抗拉强度为180-220MPa，伸长率为4-5%。而且制备过程相对简单，原料利用率高，符合当下绿色化工的原则。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
本实施例提供的一种耐热的镁合金，各组分按以下质量百分含量分别为Al：5%、Zn：0.5%、Mn：0.25%、Cu：0.05%、Si：0.2%、Co：0.05%、Sm：0.05%、Ca：0.04%、Mo：0.02%；余量为Mg及不可避免的杂质，其中，Co与Sm的质量比为1:1，Ca与Mo的质量比为 2:1。
一种耐热的镁合金的制备方法如下：按照镁合金的原料比例混合均匀，然后投入真空炉内进行融化，先升温到750-800℃，保温30分钟，然后降温到 700℃-750℃，再保温20分钟，得合金液，采用气体保护或者镁合金覆盖剂保护防止合金液氧化；用所得合金液浇一小块样品，进行精炼、扒渣、镁液化学元素快速分析，若分析结果与原料配方有差别，补料进行调整；最后将合金液取出进行模装，冷却即可得到耐热的镁合金。
经测试，本实施例所制备的耐热的镁合金，在200℃下的抗拉强度为180MPa，伸长率为5%。
实施例2：
本实施例提供的一种耐热的镁合金，各组分按以下质量百分含量分别为Al：10%、Zn：2%、Mn：0.5%、Cu：0.1%、Si：0.5%、Co：0.15%、Sm：0.15%、Ca：0.1%、Mo：0.05%；余量为Mg及不可避免的杂质，其中，Co与Sm的质量比为1:1，Ca与Mo的质量比为 2:1。
另外本实施例中采用上述原材料来制备一种耐热的镁合金的制备方法与实施例1相同。
经测试，本实施例所制备的耐热的镁合金，在200℃下的抗拉强度为220MPa，伸长率为4%。
实施例3：
本实施例提供的一种耐热的镁合金，各组分按以下质量百分含量分别为Al：8%、Zn：1%、Mn：0.3%、Cu：0.08%、Si：0.4%、Co：0.1%、Sm：0.1%、Ca：0.08%、Mo：0.04%；余量为Mg及不可避免的杂质，其中，Co与Sm的质量比为1:1，Ca与Mo的质量比为 2:1。
另外本实施例中采用上述原材料来制备一种耐热的镁合金的制备方法与实施例1相同。
经测试，本实施例所制备的耐热的镁合金，在200℃下的抗拉强度为200MPa，伸长率为4%。