多组元Mg-RE系镁合金及其制备方法与流程

2.0wt％，金属mn为0.1％-0.8wt％，余量为金属mg；
17.将原料放入电阻炉通入混合保护气，，升温置720-740℃，在电阻炉中熔炼合金；
18.向熔体通入ar气，720-740℃下精炼，690-710℃时铸造成多组元mg-re系镁合金铸锭。
19.进一步，将金属镁置入不锈钢坩埚中并通入混合保护气，升温至690-700℃，分别加入金属la、ce、al、ca和mn，继续升温置720-740℃，充分搅拌；搅拌结束后，在720-740℃下向熔体中通入ar气，进行精炼处理；精炼10-20分钟后，进行静置20-30分钟；降温至690-710℃时铸造成多组元mg-re系镁合金铸锭。
20.进一步，在熔炼合金前，先将原料破碎并进行干燥处理；在坩埚、搅拌桨、熔炼器具及锭模上刷涂bn保护涂层。
21.进一步，金属mg纯度为99.95％，金属la纯度为99.0％，金属ce纯度为99.0％，金属al纯度为99.95％，金属zn纯度为99.95％，金属ca纯度为99.5％，金属mn纯度为99.5％。
22.进一步，混合保护气为sf6和n2的混合气体。
23.进一步，混合保护气浓度为0.2％。
24.进一步，铸造方式为金属模铸造、压铸铸造或连续铸造。
25.本发明技术效果包括：
26.1、本发明通过合理地添加或调整合金元素和含量，充分发挥不同合金元素的作用，形成作用互补的效果，进而获得具有优良的综合力学性能和耐腐蚀性能并且成本低廉的稀土镁合金。
27.本发明通过调整la、ce、al、zn、ca含量和加入一定含量的mn，采用镁合金电阻炉进行熔炼，直接浇铸出具有良好的综合力学性能和耐腐蚀性能的铸锭。
28.2、本发明的mg-la-ce-al-zn-ca-mn合金，通过普通铸造的方法进行制备，具有良好的铸造性能、加工性能、综合力学性能和耐腐蚀性能，并且制备方法简单、成本低廉，适合在汽车、交通、3c、航空航天等领域中大量的应用。
29.3、本发明合金可作为高强耐腐蚀镁合金使用，同时制备条件简单、成本低廉，适合工业化生产和规模化应用。
具体实施方式
30.以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。
31.多组元mg-re系镁合金的制备方法，具体步骤包括：
32.步骤1：按照设定组分称取金属原料；
33.按质量百分比，设定组分的金属原料包括：la为0.8％-3.0wt％，ce为1.6％-5.4wt％，al为0.5％-4.0wt％，zn为0.4％-1.5wt％，ca为0.1％-2.0wt％，mn为0.1％-0.8wt％，余量为mg，总质量100wt％。
34.金属mg纯度为99.95％，金属la纯度为99.0％，金属ce纯度为99.0％，金属al纯度为99.95％，金属zn纯度为99.95％，金属ca纯度为99.5％，金属mn纯度为99.5％。
35.步骤2：将原料放入电阻炉，在电阻炉中熔炼合金；
36.在熔炼合金前，先将原料破碎至合适尺寸后，进行干燥处理；检查保护气气路是否
通畅，设置混合保护气浓度为0.2％；在坩埚、搅拌桨、熔炼器具及锭模上刷涂bn(氮化硼)保护涂层。
37.步骤21：将镁锭置入不锈钢坩埚中并通入混合保护气，升温至690-700℃，分别加入金属la、ce、al、ca和mn，继续升温置720-740℃，充分搅拌；
38.混合保护气为sf6和n2的混合气体。
39.步骤22：搅拌结束后，在720-740℃下向熔体中通入ar气，进行精炼处理；精炼10-20分钟后，进行静置20-30分钟。
40.步骤23：降温至690-710℃时铸造成多组元mg-re系镁合金铸锭。
41.铸造方式为金属模铸造、压铸铸造或连续铸造。
42.多组元mg-re系镁合金，为mg-la-ce-al-zn-ca-mn合金，包括：la为0.8％-3.0wt％，ce为1.6％-5.4wt％，al为0.5％-4.0wt％，zn为0.4％-1.5wt％，ca为0.1％-2.0wt％，mn为0.1％-0.8wt％，余量为mg。
43.实施例1
44.1、按质量百分比分别称取组分：la为1.5％，ce为3.0％，al为1.0％，zn为0.9％，ca为0.6％，mn为0.25％，余量为mg，总质量100％。
45.2、在坩埚、搅拌桨、熔炼器具及锭模上刷涂bn保护涂层。
46.在熔炼合金前，先将原料破碎至合适尺寸后，进行干燥处理。检查保护气气路是否通畅，设置混合保护气浓度为0.2％。
47.3、在电阻炉中熔炼合金：将干燥处理后的镁锭置入不锈钢坩埚中并通入混合保护气，升温至690-700℃，分别加入干燥处理过后的la、ce、al、ca和mn，继续升温置720-740℃并充分搅拌；搅拌结束后，在720-740下向熔体中通入ar气进行精炼处理；精炼10-20分钟后，进行静置处理；静置20-30分钟后，降温至690-710℃时铸造成合金铸锭。
48.实施例2
49.1、按质量百分比分别称取组分：la为3.0％，ce为1.5％，al为1.0％，zn为0.9％，ca为0.6％，mn为0.25％，余量为mg，总质量100％。
50.2、在坩埚、搅拌桨、熔炼器具及锭模上刷涂bn保护涂层。
51.在熔炼合金前，先将原料破碎至合适尺寸后，进行干燥处理。检查保护气气路是否通畅，设置混合保护气浓度为0.2％。
52.3、在电阻炉中熔炼合金：将干燥处理后的镁锭置入不锈钢坩埚中并通入混合保护气，升温至690-700℃，分别加入干燥处理过后的la、ce、al、ca和mn，继续升温置720-740℃并充分搅拌；搅拌结束后，在720-740下向熔体中通入ar气进行精炼处理；精炼10-20分钟后，进行静置处理；静置20-30分钟后，降温至690-710℃时铸造成合金铸锭。
53.实施例3
54.1、按质量百分比分别称取组分：la为1.5％，ce为3.0％，al为3.0％，zn为0.6％，ca为0.3％，mn为0.25％，余量为mg，总质量100％。
55.2、在坩埚、搅拌桨、熔炼器具及锭模上刷涂bn保护涂层。
56.在熔炼合金前，先将原料破碎至合适尺寸后，进行干燥处理。检查保护气气路是否通畅，设置混合保护气浓度为0.2％。
57.3、在电阻炉中熔炼合金：将干燥处理后的镁锭置入不锈钢坩埚中并通入混合保护
气，升温至690-700℃，分别加入干燥处理过后的la、ce、al、ca和mn，继续升温置720-740℃并充分搅拌；搅拌结束后，在720-740下向熔体中通入ar气进行精炼处理；精炼10-20分钟后，进行静置处理；静置20-30分钟后，降温至690-710℃时铸造成合金铸锭。
58.实施例4
59.1、按质量百分比分别称取组分：la为1.5％，ce为3.0％，al为3.0％，zn为0.6％，ca为0.3％，mn为0.25％，余量为mg，总质量100％。
60.2、在坩埚、搅拌桨、熔炼器具及锭模上刷涂bn保护涂层。
61.在熔炼合金前，先将原料破碎至合适尺寸后，进行干燥处理。检查保护气气路是否通畅，设置混合保护气浓度为0.2％。
62.3、在电阻炉中熔炼合金：将干燥处理后的镁锭置入不锈钢坩埚中并通入混合保护气，升温至690-700℃，分别加入干燥处理过后的la、ce、al、ca和mn，继续升温置720-740℃并充分搅拌；搅拌结束后，在720-740下向熔体中通入ar气进行精炼处理；精炼10-20分钟后，进行静置处理；静置20-30分钟后，降温至690-710℃时铸造成合金铸锭。
63.将实施例1～4的合金铸锭进行试样制备，对其各方面性能进行检测，并与采用相同熔炼工艺制备的az91d合金和ae44合金进行比较，比较内容包括室温抗拉强度、延伸率、盐雾腐蚀的腐蚀失重率。结果如表1所示。
64.表1本发明实施例1、2、3、4与az91d合金、ae44合金的性能比较
[0065][0066][0067]
由表1可见，本发明的mg-la-ce-al-zn-ca-mn合金相比目前az91d合金和ae44合金，具有更高的强度，合金的塑性也得到了提高，而且在获得较高的综合力学性能的同时，还具有与az91d合金相当的耐腐蚀性能。不仅如此，在制备过程中，本发明的合金与az91d合金和ae44合金相比具有的阻燃性能。利于合金的制备和成本的控制。
[0068]
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的
细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。