一种耐热变形镁合金的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属结构材料技术领域，设及一种变形儀合金，具体设及一种耐热变 形儀合金。
【背景技术】
[0002] 儀合金作为最轻的商用金属结构材料，W其高的比强度、比刚度，优良的阻尼性 能，W及防磁、屏蔽、散热等多种特性，在航空航天、汽车、3C(计算机、通信、消费类电子） 等领域获得了广泛的应用。W儀合金在汽车、摩托车、轨道列车上应用为例，它不仅能明显 减重、改善车辆动力性能和降低能耗，而且还可限制改善车辆结构和吸收震动及噪声。但 是，儀的现有使用状况远没有充分发挥儀合金材料的潜在优势，其主要原因在于：大多数的 儀结构件都来自于压铸一种加工方式，运限制了产品的品种和类型；应用范围小，儀压铸件 的80%用于汽车行业，而且90%又是室溫使用的结构件，且主要局限于小体积零件。
[0003] 为改善儀合金的强度和耐热性，研究者多采用合金化改性手段。I.P.Moreno、 YiZhenL日等人通过单独或配比添加一定量的稀±元素来对合金改性，但是此类合金的成 本昂贵。A.Luo、LIY等人通过添加一定量的Si,使合金组织形成Mg2Si相，但该相极易形 成粗大的汉字状而恶化合金性能，且该类合金一次铸造成形条件苛刻。近年来，廉价的碱± 元素被认为是改善合金性能的有益元素。R.Ninomiya等人报导，一定量的化可使合金组 织细化，并产生高烙点的A12Ca和Mg2Ca相，使合金的耐热性能大幅提高。但是A12Ca相 通常比较粗大，会严重影响合金的室溫力学性能和一次铸造成形性能，且对合金的二次变 形加工性能非常不利。Ca元素对合金性能的运些危害严重影响了此碱±类合金的开发应 用。经文献检索，目前还未报导过在加化合金的基础上通过添加Sr对合金组织产生变 质、修复作用使合金成形性、强度及耐热性能改善的方法、专利及应用。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种高强初、高耐热性，易于工业化生产的耐热 变形儀合金。 阳〇化]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种耐热变形儀合金，包括W下 重量百分比的组份：Ca2.0-5. 0%、Sr0.3-0. 8%、Mn0.05-0. 5%、A1 5-10%、化 1.5-3. 2%、纳 米级碳化娃 0. 5-2. 8%、Υ1. 2-2. 6%、Gd0. 5-2. 5%、余量为Mg。 W〇6] 进一步地，包括W下重量百分比的组份：Ca2. 5-4. 2%、Sr0. 4-0. 6%、Μη0. 15-0. 35%、Α1 6-8%、化 1. 9-2. 7%、纳米级碳化娃 1. 2-1. 8%、Υ1. 6-2. 2%、Gd0. 9-1. 8%、余 量为Mg。
[0007] 进一步地，包括W下重量百分比的组份：Ca3. 7%、Sr0. 45%、Μη0. 26%、A1 7. 1〇/〇、 Zn2. 3%、纳米级碳化娃 1. 4%、Υ1. 8%、Gd1. 3%、余量为Mg。
[0008] 本发明还提供耐热变形儀合金的制备方法，包括W下步骤： (1)烙炼：相蜗分梯度置于工频电炉当中，缓慢调整电压并预热相蜗表面，清除杂质，预 热溫度为490°C;将所述儀置于相蜗内进行慢慢加溫使儀锭缓慢融化，烙炼时间为1. 5-2小 时，溫度为680°C;待所述没完全融化后充入惰性气体，并升溫至770°C后加入除纳米级碳 化娃外的其余成分，开启振动装置15-20分钟，形成充分融合的合金液； (2) 添加纳米级碳化娃：将纳米级碳化娃添加到所述合金液表面，并使用石墨棒进行揽 拌，W形成均一的碳化娃儀合金液静止5-10分钟； (3) 压铸：打开与工频电炉一体的合金液输送累，将成分检验合格的所述碳化娃儀合金 液输送到压铸机内，进行压铸生产； (4) 加工：压铸完成的铸件进行表面加工处理。
[0009] 进一步地，所述的惰性气体为氮气。
[0010] 本发明的有益效果：本发明的耐热变形儀合金具有高强初、高耐热性、高蠕变强 度，同时还具有适当的塑性和热加工性能，其抗拉强度、屈服强度相对于商业形变儀合金均 有大幅度提局。
【具体实施方式】
[0011] 实施例1 一种耐热变形儀合金，包括W下重量百分比的组份：Ca2. 0%、Sr0. 3%、Μη0. 05 %、A1 5〇/〇、化 1. 5%、纳米级碳化娃0. 5%、Υ1. 2%、Gd0. 5%、余量为Mg。
[0012] 耐热变形儀合金的制备方法，包括W下步骤： (1) 烙炼：相蜗分梯度置于工频电炉当中，缓慢调整电压并预热相蜗表面，清除杂质，预 热溫度为49(TC;将所述儀置于相蜗内进行慢慢加溫使儀锭缓慢融化，烙炼时间为1. 5-2小 时，溫度为680°C;待所述没完全融化后充入氮气，并升溫至770°C后加入除纳米级碳化娃 外的其余成分，开启振动装置15-20分钟，形成充分融合的合金液； (2) 添加纳米级碳化娃：将纳米级碳化娃添加到所述合金液表面，并使用石墨棒进行揽 拌，W形成均一的碳化娃儀合金液静止5-10分钟； (3) 压铸：打开与工频电炉一体的合金液输送累，将成分检验合格的所述碳化娃儀合金 液输送到压铸机内，进行压铸生产； (4) 加工：压铸完成的铸件进行表面加工处理。 阳〇1引 实施例2 一种耐热变形儀合金，包括W下重量百分比的组份：Ca5. 0%、Sr0. 8%、Μη0. 5%、A1 10〇/〇、化3.2%、纳米级碳化娃2. 8%、Υ2. 6%、Gd2. 5%、余量为Mg。
[0014] 实施例3 一种耐热变形儀合金，包括W下重量百分比的组份：Ca2. 5%、Sr0.4%、Μη0.15%、A1 6%、化1. 9%、纳米级碳化娃1. 2-1. 8%、Υ1. 6%、Gd0. 9%、余量为Mg。
[0015] 实施例4 一种耐热变形儀合金，包括W下重量百分比的组份：Ca4. 2%、Sr0.6%、Μη0.35%、A1 8〇/〇、化 2. 7%、纳米级碳化娃 1. 8%、Υ2. 2%、Gd1. 8%、余量为Mg。
[0016] 实施例5 一种耐热变形儀合金，包括W下重量百分比的组份：Ca3. 7%、Sr0. 45%、Μη0. 26%、A1 7. 1%、Ζη2. 3%、纳米级碳化娃 1. 4%、Υ1. 8%、Gd1. 3%、余量为Mg。
[0017] 表1儀合金的力学性能
W上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员 应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明 的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，运些变化和 改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效 物界定。
【主权项】
1. 一种耐热变形镁合金，其特征在于：包括以下重量百分比的组份：Ca2. 0-5. 0%、Sr 0· 3-0. 8%、Μη0· 05-0. 5%、A1 5-10%、Zn1· 5-3. 2%、纳米级碳化硅 0· 5-2. 8%、Y1· 2-2. 6%、 Gd0· 5-2. 5%、余量为Mg。2. 根据权利要求1所述的一种耐热变形镁合金，其特征在于：包括以下重量百分比的 组份：Ca2. 5-4. 2%、Sr0· 4-0. 6%、Μη0· 15-0. 35%、A1 6-8%、Zn1. 9-2. 7%、纳米级碳化硅 1· 2-1. 8%、Y1· 6-2. 2%、Gd0· 9-1. 8%、余量为Mg。3. 根据权利要求1所述的一种耐热变形镁合金，其特征在于：包括以下重量百分比的 组份：Ca3. 7%、Sr0· 45%、Μη0· 26%、A1 7. 1%、Zn2. 3%、纳米级碳化硅 1. 4%、Y1. 8%、Gd 1. 3%、余量为Mg。4. 一种权利要求1所述的耐热变形镁合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 熔炼：坩埚分梯度置于工频电炉当中，缓慢调整电压并预热坩埚表面，清除杂质，预 热温度为490Γ;将所述镁置于坩埚内进行慢慢加温使镁锭缓慢融化，熔炼时间为1. 5-2小 时，温度为680°C;待所述没完全融化后充入惰性气体，并升温至770°C后加入除纳米级碳 化硅外的其余成分，开启振动装置15-20分钟，形成充分融合的合金液； (2) 添加纳米级碳化硅：将纳米级碳化硅添加到所述合金液表面，并使用石墨棒进行搅 拌，以形成均一的碳化硅镁合金液静止5-10分钟； (3 )压铸：打开与工频电炉一体的合金液输送栗，将成分检验合格的所述碳化娃镁合金 液输送到压铸机内，进行压铸生产； (4)加工：压铸完成的铸件进行表面加工处理。5. 根据权利要求1所述的耐热变形镁合金的制备方法，其特征在于：所述的惰性气体 为氮气。
【专利摘要】本发明公开了一种耐热变形镁合金，包括以下重量百分比的组份：Ca？2.0-5.0%、Sr？0.3-0.8%、Mn？0.05-0.5%、Al？5-10%、Zn？1.5-3.2%、纳米级碳化硅0.5-2.8%、Y？1.2-2.6%、Gd？0.5-2.5%、余量为Mg。本发明的耐热变形镁合金具有高强韧、高耐热性、高蠕变强度，同时还具有适当的塑性和热加工性能，其抗拉强度、屈服强度相对于商业形变镁合金均有大幅度提高。
【IPC分类】C22C23/06, C22C1/02, C22C23/00
【公开号】CN105256206
【申请号】CN201510720443
【发明人】姬胜国
【申请人】无棣向上机械设计服务有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月30日