1.本发明涉及镁合金技术领域，具体为高强韧铸造镁合金及其制备方法。
背景技术：
2.镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金，其特点是：密度小(1.8g/cm3左右)，强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好，主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等，使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金，主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门，但以往方法铸造的镁合金使用效果不佳，不具有高强度和高韧性，同时不具有耐腐蚀和抗高温等优点，限制镁合金的使用范围，降低了镁合金的使用性，从而降低了使用者对镁合金的体验感，不能满足当今市场的需求，由于以上存在的问题，针对性地推出了高强韧铸造镁合金及其制备方法。
技术实现要素：
3.本发明的目的在于提供高强韧铸造镁合金及其制备方法，具备使用效果好的优点，解决了以往方法铸造的镁合金使用效果不佳的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高强韧铸造镁合金，其中镁合金的质量百分比包括以下合金元素：cr：16～25％，al：3.8～7.1％，zn：1.1～2.8％，富钇混合稀土1.1～1.5％，si：1.5～2.3％，yb：0.6～2.0％，n：0.3～1.5％，zr：0.2～0.6％，w：≤2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素；
5.高强韧铸造镁合金的制备方法，包括以下步骤：
6.步骤a：配料：根据cr：19％，al：5.7％，zn：2.4％，富钇混合稀土1.2％，si：2.1％，yb：1.8％，n：1.0％，zr：0.28％，w：2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素熔炼配料，其中，zr以mg-5zr中间合金形式加入，富钇混合稀土以mg-10re稀土中间合金形式加入；
7.步骤b：预热：选用复合式坩埚，将配制好的镁锭放入坩埚加热炉中，内层由20mm～30mm厚的耐热锅炉钢制成，外层由4mm～6mm厚的不锈钢板经复合而成，进行镁锭预热，在100℃预热60min，然后升温至300℃预热60min；
8.步骤c：熔炼：镁锭上表面覆盖一层镁合金熔炼覆盖剂，加热炉料至700～730℃，镁锭熔化，并加热至680℃～700℃加入微量元素，加入锌锭、mg-5zr中间合金和mg-10re稀土中间合金料块，搅拌得到成分均匀的镁合金熔液，机械搅拌15min，将镁合金液在密闭环境中通入sf6和co2混合气体，静置90min，并加热至730～750℃温度下保温60min；
9.步骤d：精炼：加入镁合金精炼剂，充分搅拌、精炼后静置、降温至680～700℃准备浇铸，采用pfd无氧精炼；
10.步骤e：铸造：降温至695℃～705℃，镁合金凝固、形成镁合金铸料，采用中频电磁铸造；
11.步骤f：备料：对铸料进行均质化处理，将铸料截成重量为23.8～24.1kg的棒料，在
450℃～500℃的加热炉中预热120min～180min，产品切面垂直度小于2mm，产品长度误差
±
0.5mm；
12.步骤g：锻造：在氮气的氛围下，采用8000t压力锻造机对铸棒的正、反面进行预锻，形成粗胚；
13.步骤h：对粗胚依次进行喷砂处理、热处理和表面处理，然后即可得到成品。
14.优选的，所述步骤h中喷砂处理：通过350℃～400℃的固液混合喷砂液喷砂去除粗胚表面氧化皮，喷射距离：5cm，喷射时间4～5min。
15.优选的，所述步骤h中热处理：将热压后的粗胚半成品进行回火处理，回火温度为550℃～620℃，回火时间为30min，之后在淬火温度为60℃～80℃，保持时间2～3min，淬火后时效处理，时效温度为115℃～125℃，时效时间为24h。
16.优选的，所述步骤h中表面处理：成品来料先进行微弧氧化处理，使产品表面形成陶瓷膜，增加耐腐蚀性，然后经过烘烤线去除水分，烘烤完成后，进行底粉喷涂，进一步增加耐腐蚀性，并按照客户要求进行颜色的喷涂，主要是底漆和色漆的液体涂料，以及亮漆或亮粉进行表面保护层的喷涂，并进行涂层烘烤，微弧氧化处理后，先在120℃～150℃温度下烘烤15min～30min，进行底粉喷涂后，再在160℃～200℃温度下烘烤15min～30min，在喷涂底漆和色漆的液体涂料，以及亮漆或亮粉进行表面保护层的喷涂后，再在140℃～200℃温度下烘烤15min～30min。
17.优选的，所述步骤a中富钇混合稀土按重量百分数计包括下述稀土：y：28％、nd：18％、gd：15％、dy：12％、la：10％、ce：8％、pr：4％、ho：3％和er：2％。
18.优选的，所述喷射液由水15～25份、研磨颗粒5～8份和亮氨酸9～13份配比而成，喷射压力：2.5mpa。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
20.本发明实现了使用效果好的目的，具有高强度和高韧性，同时具有耐腐蚀和抗高温等优点，扩大镁合金的使用范围，提高了镁合金的使用性，从而提高了使用者对镁合金的体验感，满足当今市场的需求，解决了以往方法铸造的镁合金使用效果不佳的问题。
具体实施方式
21.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.高强韧铸造镁合金，其中镁合金的质量百分比包括以下合金元素：cr：16～25％，al：3.8～7.1％，zn：1.1～2.8％，富钇混合稀土1.1～1.5％，si：1.5～2.3％，yb：0.6～2.0％，n：0.3～1.5％，zr：0.2～0.6％，w：≤2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素；
23.高强韧铸造镁合金的制备方法，包括以下步骤：
24.步骤a：配料：根据cr：19％，al：5.7％，zn：2.4％，富钇混合稀土1.2％，si：2.1％，yb：1.8％，n：1.0％，zr：0.28％，w：2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素熔炼配料，其中，zr以mg-5zr中间合金形式加入，富钇混合稀土以mg-10re稀土中间合金形式加入；
25.步骤b：预热：选用复合式坩埚，将配制好的镁锭放入坩埚加热炉中，内层由20mm～
30mm厚的耐热锅炉钢制成，外层由4mm～6mm厚的不锈钢板经复合而成，进行镁锭预热，在100℃预热60min，然后升温至300℃预热60min；
26.步骤c：熔炼：镁锭上表面覆盖一层镁合金熔炼覆盖剂，加热炉料至700～730℃，镁锭熔化，并加热至680℃～700℃加入微量元素，加入锌锭、mg-5zr中间合金和mg-10re稀土中间合金料块，搅拌得到成分均匀的镁合金熔液，机械搅拌15min，将镁合金液在密闭环境中通入sf6和co2混合气体，静置90min，并加热至730～750℃温度下保温60min；
27.步骤d：精炼：加入镁合金精炼剂，充分搅拌、精炼后静置、降温至680～700℃准备浇铸，采用pfd无氧精炼；
28.步骤e：铸造：降温至695℃～705℃，镁合金凝固、形成镁合金铸料，采用中频电磁铸造；
29.步骤f：备料：对铸料进行均质化处理，将铸料截成重量为23.8～24.1kg的棒料，在450℃～500℃的加热炉中预热120min～180min，产品切面垂直度小于2mm，产品长度误差
±
0.5mm；
30.步骤g：锻造：在氮气的氛围下，采用8000t压力锻造机对铸棒的正、反面进行预锻，形成粗胚；
31.步骤h：对粗胚依次进行喷砂处理、热处理和表面处理，然后即可得到成品。
32.实施例1
33.高强韧铸造镁合金，其中镁合金的质量百分比包括以下合金元素：cr：16～25％，al：3.8～7.1％，zn：1.1～2.8％，富钇混合稀土1.1～1.5％，si：1.5～2.3％，yb：0.6～2.0％，n：0.3～1.5％，zr：0.2～0.6％，w：≤2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素；
34.高强韧铸造镁合金的制备方法，包括以下步骤：
35.步骤a：配料：根据cr：19％，al：5.7％，zn：2.4％，富钇混合稀土1.2％，si：2.1％，yb：1.8％，n：1.0％，zr：0.28％，w：2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素熔炼配料，其中，zr以mg-5zr中间合金形式加入，富钇混合稀土以mg-10re稀土中间合金形式加入；
36.步骤b：预热：选用复合式坩埚，将配制好的镁锭放入坩埚加热炉中，内层由20mm～30mm厚的耐热锅炉钢制成，外层由4mm～6mm厚的不锈钢板经复合而成，进行镁锭预热，在100℃预热60min，然后升温至300℃预热60min；
37.步骤c：熔炼：镁锭上表面覆盖一层镁合金熔炼覆盖剂，加热炉料至700～730℃，镁锭熔化，并加热至680℃～700℃加入微量元素，加入锌锭、mg-5zr中间合金和mg-10re稀土中间合金料块，搅拌得到成分均匀的镁合金熔液，机械搅拌15min，将镁合金液在密闭环境中通入sf6和co2混合气体，静置90min，并加热至730～750℃温度下保温60min；
38.步骤d：精炼：加入镁合金精炼剂，充分搅拌、精炼后静置、降温至680～700℃准备浇铸，采用pfd无氧精炼；
39.步骤e：铸造：降温至695℃～705℃，镁合金凝固、形成镁合金铸料，采用中频电磁铸造；
40.步骤f：备料：对铸料进行均质化处理，将铸料截成重量为23.8～24.1kg的棒料，在450℃～500℃的加热炉中预热120min～180min，产品切面垂直度小于2mm，产品长度误差
±
0.5mm；
41.步骤g：锻造：在氮气的氛围下，采用8000t压力锻造机对铸棒的正、反面进行预锻，
形成粗胚；
42.步骤h：对粗胚依次进行喷砂处理、热处理和表面处理，然后即可得到成品。
43.实施例2
44.在实施例1中，再加入以下步骤：
45.步骤h中喷砂处理：通过350℃～400℃的固液混合喷砂液喷砂去除粗胚表面氧化皮，喷射距离：5cm，喷射时间4～5min。
46.高强韧铸造镁合金，其中镁合金的质量百分比包括以下合金元素：cr：16～25％，al：3.8～7.1％，zn：1.1～2.8％，富钇混合稀土1.1～1.5％，si：1.5～2.3％，yb：0.6～2.0％，n：0.3～1.5％，zr：0.2～0.6％，w：≤2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素；
47.高强韧铸造镁合金的制备方法，包括以下步骤：
48.步骤a：配料：根据cr：19％，al：5.7％，zn：2.4％，富钇混合稀土1.2％，si：2.1％，yb：1.8％，n：1.0％，zr：0.28％，w：2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素熔炼配料，其中，zr以mg-5zr中间合金形式加入，富钇混合稀土以mg-10re稀土中间合金形式加入；
49.步骤b：预热：选用复合式坩埚，将配制好的镁锭放入坩埚加热炉中，内层由20mm～30mm厚的耐热锅炉钢制成，外层由4mm～6mm厚的不锈钢板经复合而成，进行镁锭预热，在100℃预热60min，然后升温至300℃预热60min；
50.步骤c：熔炼：镁锭上表面覆盖一层镁合金熔炼覆盖剂，加热炉料至700～730℃，镁锭熔化，并加热至680℃～700℃加入微量元素，加入锌锭、mg-5zr中间合金和mg-10re稀土中间合金料块，搅拌得到成分均匀的镁合金熔液，机械搅拌15min，将镁合金液在密闭环境中通入sf6和co2混合气体，静置90min，并加热至730～750℃温度下保温60min；
51.步骤d：精炼：加入镁合金精炼剂，充分搅拌、精炼后静置、降温至680～700℃准备浇铸，采用pfd无氧精炼；
52.步骤e：铸造：降温至695℃～705℃，镁合金凝固、形成镁合金铸料，采用中频电磁铸造；
53.步骤f：备料：对铸料进行均质化处理，将铸料截成重量为23.8～24.1kg的棒料，在450℃～500℃的加热炉中预热120min～180min，产品切面垂直度小于2mm，产品长度误差
±
0.5mm；
54.步骤g：锻造：在氮气的氛围下，采用8000t压力锻造机对铸棒的正、反面进行预锻，形成粗胚；
55.步骤h：对粗胚依次进行喷砂处理、热处理和表面处理，然后即可得到成品。
56.实施例3
57.在实施例2中，再加入以下步骤：
58.步骤h中热处理：将热压后的粗胚半成品进行回火处理，回火温度为550℃～620℃，回火时间为30min，之后在淬火温度为60℃～80℃，保持时间2～3min，淬火后时效处理，时效温度为115℃～125℃，时效时间为24h。
59.高强韧铸造镁合金，其中镁合金的质量百分比包括以下合金元素：cr：16～25％，al：3.8～7.1％，zn：1.1～2.8％，富钇混合稀土1.1～1.5％，si：1.5～2.3％，yb：0.6～2.0％，n：0.3～1.5％，zr：0.2～0.6％，w：≤2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素；
60.高强韧铸造镁合金的制备方法，包括以下步骤：
61.步骤a：配料：根据cr：19％，al：5.7％，zn：2.4％，富钇混合稀土1.2％，si：2.1％，yb：1.8％，n：1.0％，zr：0.28％，w：2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素熔炼配料，其中，zr以mg-5zr中间合金形式加入，富钇混合稀土以mg-10re稀土中间合金形式加入；
62.步骤b：预热：选用复合式坩埚，将配制好的镁锭放入坩埚加热炉中，内层由20mm～30mm厚的耐热锅炉钢制成，外层由4mm～6mm厚的不锈钢板经复合而成，进行镁锭预热，在100℃预热60min，然后升温至300℃预热60min；
63.步骤c：熔炼：镁锭上表面覆盖一层镁合金熔炼覆盖剂，加热炉料至700～730℃，镁锭熔化，并加热至680℃～700℃加入微量元素，加入锌锭、mg-5zr中间合金和mg-10re稀土中间合金料块，搅拌得到成分均匀的镁合金熔液，机械搅拌15min，将镁合金液在密闭环境中通入sf6和co2混合气体，静置90min，并加热至730～750℃温度下保温60min；
64.步骤d：精炼：加入镁合金精炼剂，充分搅拌、精炼后静置、降温至680～700℃准备浇铸，采用pfd无氧精炼；
65.步骤e：铸造：降温至695℃～705℃，镁合金凝固、形成镁合金铸料，采用中频电磁铸造；
66.步骤f：备料：对铸料进行均质化处理，将铸料截成重量为23.8～24.1kg的棒料，在450℃～500℃的加热炉中预热120min～180min，产品切面垂直度小于2mm，产品长度误差
±
0.5mm；
67.步骤g：锻造：在氮气的氛围下，采用8000t压力锻造机对铸棒的正、反面进行预锻，形成粗胚；
68.步骤h：对粗胚依次进行喷砂处理、热处理和表面处理，然后即可得到成品。
69.实施例4
70.在实施例3中，再加入以下步骤：
71.步骤h中表面处理：成品来料先进行微弧氧化处理，使产品表面形成陶瓷膜，增加耐腐蚀性，然后经过烘烤线去除水分，烘烤完成后，进行底粉喷涂，进一步增加耐腐蚀性，并按照客户要求进行颜色的喷涂，主要是底漆和色漆的液体涂料，以及亮漆或亮粉进行表面保护层的喷涂，并进行涂层烘烤，微弧氧化处理后，先在120℃～150℃温度下烘烤15min～30min，进行底粉喷涂后，再在160℃～200℃温度下烘烤15min～30min，在喷涂底漆和色漆的液体涂料，以及亮漆或亮粉进行表面保护层的喷涂后，再在140℃～200℃温度下烘烤15min～30min。
72.高强韧铸造镁合金，其中镁合金的质量百分比包括以下合金元素：cr：16～25％，al：3.8～7.1％，zn：1.1～2.8％，富钇混合稀土1.1～1.5％，si：1.5～2.3％，yb：0.6～2.0％，n：0.3～1.5％，zr：0.2～0.6％，w：≤2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素；
73.高强韧铸造镁合金的制备方法，包括以下步骤：
74.步骤a：配料：根据cr：19％，al：5.7％，zn：2.4％，富钇混合稀土1.2％，si：2.1％，yb：1.8％，n：1.0％，zr：0.28％，w：2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素熔炼配料，其中，zr以mg-5zr中间合金形式加入，富钇混合稀土以mg-10re稀土中间合金形式加入；
75.步骤b：预热：选用复合式坩埚，将配制好的镁锭放入坩埚加热炉中，内层由20mm～30mm厚的耐热锅炉钢制成，外层由4mm～6mm厚的不锈钢板经复合而成，进行镁锭预热，在100℃预热60min，然后升温至300℃预热60min；
76.步骤c：熔炼：镁锭上表面覆盖一层镁合金熔炼覆盖剂，加热炉料至700～730℃，镁锭熔化，并加热至680℃～700℃加入微量元素，加入锌锭、mg-5zr中间合金和mg-10re稀土中间合金料块，搅拌得到成分均匀的镁合金熔液，机械搅拌15min，将镁合金液在密闭环境中通入sf6和co2混合气体，静置90min，并加热至730～750℃温度下保温60min；
77.步骤d：精炼：加入镁合金精炼剂，充分搅拌、精炼后静置、降温至680～700℃准备浇铸，采用pfd无氧精炼；
78.步骤e：铸造：降温至695℃～705℃，镁合金凝固、形成镁合金铸料，采用中频电磁铸造；
79.步骤f：备料：对铸料进行均质化处理，将铸料截成重量为23.8～24.1kg的棒料，在450℃～500℃的加热炉中预热120min～180min，产品切面垂直度小于2mm，产品长度误差
±
0.5mm；
80.步骤g：锻造：在氮气的氛围下，采用8000t压力锻造机对铸棒的正、反面进行预锻，形成粗胚；
81.步骤h：对粗胚依次进行喷砂处理、热处理和表面处理，然后即可得到成品。
82.实施例5
83.在实施例4中，再加入以下步骤：
84.步骤a中富钇混合稀土按重量百分数计包括下述稀土：y：28％、nd：18％、gd：15％、dy：12％、la：10％、ce：8％、pr：4％、ho：3％和er：2％。
85.高强韧铸造镁合金，其中镁合金的质量百分比包括以下合金元素：cr：16～25％，al：3.8～7.1％，zn：1.1～2.8％，富钇混合稀土1.1～1.5％，si：1.5～2.3％，yb：0.6～2.0％，n：0.3～1.5％，zr：0.2～0.6％，w：≤2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素；
86.高强韧铸造镁合金的制备方法，包括以下步骤：
87.步骤a：配料：根据cr：19％，al：5.7％，zn：2.4％，富钇混合稀土1.2％，si：2.1％，yb：1.8％，n：1.0％，zr：0.28％，w：2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素熔炼配料，其中，zr以mg-5zr中间合金形式加入，富钇混合稀土以mg-10re稀土中间合金形式加入；
88.步骤b：预热：选用复合式坩埚，将配制好的镁锭放入坩埚加热炉中，内层由20mm～30mm厚的耐热锅炉钢制成，外层由4mm～6mm厚的不锈钢板经复合而成，进行镁锭预热，在100℃预热60min，然后升温至300℃预热60min；
89.步骤c：熔炼：镁锭上表面覆盖一层镁合金熔炼覆盖剂，加热炉料至700～730℃，镁锭熔化，并加热至680℃～700℃加入微量元素，加入锌锭、mg-5zr中间合金和mg-10re稀土中间合金料块，搅拌得到成分均匀的镁合金熔液，机械搅拌15min，将镁合金液在密闭环境中通入sf6和co2混合气体，静置90min，并加热至730～750℃温度下保温60min；
90.步骤d：精炼：加入镁合金精炼剂，充分搅拌、精炼后静置、降温至680～700℃准备浇铸，采用pfd无氧精炼；
91.步骤e：铸造：降温至695℃～705℃，镁合金凝固、形成镁合金铸料，采用中频电磁铸造；
92.步骤f：备料：对铸料进行均质化处理，将铸料截成重量为23.8～24.1kg的棒料，在450℃～500℃的加热炉中预热120min～180min，产品切面垂直度小于2mm，产品长度误差
±
0.5mm；
93.步骤g：锻造：在氮气的氛围下，采用8000t压力锻造机对铸棒的正、反面进行预锻，形成粗胚；
94.步骤h：对粗胚依次进行喷砂处理、热处理和表面处理，然后即可得到成品。
95.实施例6
96.在实施例5中，再加入以下步骤：
97.喷射液由水15～25份、研磨颗粒5～8份和亮氨酸9～13份配比而成，喷射压力：2.5mpa。
98.高强韧铸造镁合金，其中镁合金的质量百分比包括以下合金元素：cr：16～25％，al：3.8～7.1％，zn：1.1～2.8％，富钇混合稀土1.1～1.5％，si：1.5～2.3％，yb：0.6～2.0％，n：0.3～1.5％，zr：0.2～0.6％，w：≤2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素；
99.高强韧铸造镁合金的制备方法，包括以下步骤：
100.步骤a：配料：根据cr：19％，al：5.7％，zn：2.4％，富钇混合稀土1.2％，si：2.1％，yb：1.8％，n：1.0％，zr：0.28％，w：2.5％，余量为mg及不可避免的杂质元素熔炼配料，其中，zr以mg-5zr中间合金形式加入，富钇混合稀土以mg-10re稀土中间合金形式加入；
101.步骤b：预热：选用复合式坩埚，将配制好的镁锭放入坩埚加热炉中，内层由20mm～30mm厚的耐热锅炉钢制成，外层由4mm～6mm厚的不锈钢板经复合而成，进行镁锭预热，在100℃预热60min，然后升温至300℃预热60min；
102.步骤c：熔炼：镁锭上表面覆盖一层镁合金熔炼覆盖剂，加热炉料至700～730℃，镁锭熔化，并加热至680℃～700℃加入微量元素，加入锌锭、mg-5zr中间合金和mg-10re稀土中间合金料块，搅拌得到成分均匀的镁合金熔液，机械搅拌15min，将镁合金液在密闭环境中通入sf6和co2混合气体，静置90min，并加热至730～750℃温度下保温60min；
103.步骤d：精炼：加入镁合金精炼剂，充分搅拌、精炼后静置、降温至680～700℃准备浇铸，采用pfd无氧精炼；
104.步骤e：铸造：降温至695℃～705℃，镁合金凝固、形成镁合金铸料，采用中频电磁铸造；
105.步骤f：备料：对铸料进行均质化处理，将铸料截成重量为23.8～24.1kg的棒料，在450℃～500℃的加热炉中预热120min～180min，产品切面垂直度小于2mm，产品长度误差
±
0.5mm；
106.步骤g：锻造：在氮气的氛围下，采用8000t压力锻造机对铸棒的正、反面进行预锻，形成粗胚；
107.步骤h：对粗胚依次进行喷砂处理、热处理和表面处理，然后即可得到成品。
108.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。