一种镁合金锻件及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种镁合金锻件，属于镁基合金制造领域。
【背景技术】
[0002]镁合金具有低密度、高比强度、较低的刚性、较大的冲击功吸收、容易切削加工以及易回收利用等优点，目前在汽车、航空航天、电子等领域得到日益广泛的应用，被认为是一种有效减轻质量、节约能源、环境友好、有利于可持续发展的理想材料。但镁合金的强度不高妨碍了其扩大应用范围。由于强度低，用于汽车等镁合金的零部件不得不增大壁厚，因此提高镁合金的强度使其具有良好的综合性能，是新型镁合金开发的热点之一。在高强度镁合金的合金化研究中，合金元素的添加主要集中在铝、锌、硅、锶、铜、镍、锰、锆、钙、锂和铋或者是钪、钇和稀土元素。其强化主要是固溶强化和与镁形成金属间化合物强化。目前高强度耐热镁合金主要是高稀土含量的合金，由于稀土的价格在国外较高，除在航空航天业外，在一般行业，如汽车企业采用的不多。我国虽然是稀土资源大国，但和其它合金元素相比，价格还是偏高。而我国的许多研究者往往偏重于稀土镁合金的研究，一些研究成果的稀土或钪、钇的含量高达10%以上。造成镁合金的价格高也是限制镁合金推广应用的一个重要原因。因此，当前高强耐热镁合金的开发应兼顾提高性能和降低成本两个方面因素。目前铸造镁合金的强度的铸态强度不高，一般σ b低于300MPa。例如，已经在飞机和赛车汽缸上得到应用的Mg-Y-Re合金σ b为275MPa，σ 0.2为200MPa，δ为4%。在锻造高强度镁合金Ζη6Α13中添加S1、Mn、Ca经双次时效处理，力学性能可以达到σ b为300?400MPa，σ 0.2 为 200 ?300MPa。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种镁合金锻件及其制备方法，达到制备出抗拉强度350MPa的高强度锻造镁合金。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0005]提供一种镁合金锻件，其特征在于:所述合金的各组分质量百分含量包括:Cu4-5%、Mn l-2%、Sn 2-3%、Nb0.1_0.2%、Α1 0.2_0.3%、Μη 0.1_0.2%、Pr 0.05-0.07%、Ni 0.02-0.03%、Fe 0.03-0.04%、Nd 0.02-0.03%, La 0.04-0.06%，余量为镁及不可避免的非金属夹杂，
[0006]本发明一种镁合金锻件的制备方法包含下列步骤:
[0007](1)制备镁合金原料采用金属Mg、金属Cu、金属Μη和金属Sn和其他元素按照化学成分比例配料，(2)熔炼采用铁坩祸，在普通电阻炉熔炼，首先熔炼金属Mg，待金属Mg全部熔化后加入金属Cu、金属Mn、金属Sn和其他元素，其中Cu采用钟罩压入。控制熔炼温度790 °C，采用N2和SF6混合气体作为保护气体。(3)浇注、压铸在780 °C浇注、压铸，在正常铸造工艺下，模型采用金属型或砂型。(4)热处理在450°C条件下固溶10小时后，再在210°C温度条件下时效24小时。(5)固溶处理后的铸坯进行锻压预热处理，锻压预热处理工艺为:将铸坯置于520°C的温度下预热5小时，预处理后进行锻压；(6)锻压后将锻件加热到320°C，保温10小时ο
[0008]所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为:Cu 4.5%。
[0009]所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为:Mn 1.5%。
[0010]所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为:Sn 2.5%。
[0011]所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为:Nb 0.15%。
[0012]所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为:A1 0.25%。
[0013]所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为:Mn 0.15%。
[0014]所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为:Pr 0.06%。
[0015]所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为:Ni 0.025%。
[0016]所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为:Fe 0.035%。
[0017]所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为:Nd 0.025%。
[0018]所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为:La 0.05%。
[0019]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0020]本发明制备方法的有益效果为:
[0021]本发明方法制备的高强度镁合金锻件，抗拉强度达到350MPa以上，具有良好的室温和高温性能，可广泛用于商业部件，包括汽车零部件、电子产品部件及航天航空用部件的成形与生产。
【具体实施方式】
[0022]实施例1:
[0023]提供一种镁合金锻件，其特征在于:所述合金的各组分质量百分含量包括:Cu4% ^ Mn l%、Sn 2%、Nb0.1%、Al 0.2%、Μη 0.1%、Pr 0.05%、Ni 0.02%、Fe 0.03% ^ Nd0.02%, La 0.04%，余量为镁及不可避免的非金属夹杂，
[0024]—种镁合金锻件的制备方法包含下列步骤:
[0025](I)制备镁合金原料采用金属Mg、金属Cu、金属Mn和金属Sn和其他元素按照化学成分比例配料，(2)熔炼采用铁坩祸，在普通电阻炉熔炼，首先熔炼金属Mg，待金属Mg全部熔化后加入金属Cu、金属Mn、金属Sn和其他元素，其中Cu采用钟罩压入。控制熔炼温度790 0C，采用N2和SF6混合气体作为保护气体。(3)浇注、压铸在780 °C浇注、压铸，在正常铸造工艺下，模型采用金属型或砂型。(4)热处理在450°C条件下固溶10小时后，再在210°C温度条件下时效24小时。(5)固溶处理后的铸坯进行锻压预热处理，锻压预热处理工艺为:将铸坯置于520°C的温度下预热5小时，预处理后进行锻压；(6)锻压后将锻件加热到320°C，保温10小时ο
[0026]实施例2:
[0027]提供一种镁合金锻件，其特征在于:所述合金的各组分质量百分含量包括:Cu5%、Mn 2%,Sn 3%、Nb0.2%、Al 0.3%、Μη 0.2%、Pr 0.07%、Ni 0.03%、Fe 0.04% ^ Nd0.03%, La 0.06%，余量为镁及不可避免的非金属夹杂，
[0028]—种镁合金锻件的制备方法包含下列步骤:
[0029](I)制备镁合金原料采用金属Mg、金属Cu、金属Mn和金属Sn和其他元素按照化学成分比例配料，(2)熔炼采用铁坩祸，在普通电阻炉熔炼，首先熔炼金属Mg，待金属Mg全部熔化后加入金属Cu、金属Mn、金属Sn和其他元素，其中Cu采用钟罩压入。控制熔炼温度790 °C，采用N2和SF6混合气体作为保护气体。(3)浇注、压铸在780 °C浇注、压铸，在正常铸造工艺下，模型采用金属型或砂型。(4)热处理在450°C条件下固溶10小时后，再在210°C温度条件下时效24小时。(5)固溶处理后的铸坯进行锻压预热处理，锻压预热处理工艺为:将铸坯置于520°C的温度下预热5小时，预处理后进行锻压；(6)锻压后将锻件加热到320°C，保温10小时。
[0030]实施例3:
[0031]提供一种镁合金锻件，其特征在于:所述合金的各组分质量百分含量包括:Cu4.5%、Mn 1.5%、Sn 2.5%、Nb 0.15%、A1 0.25%、Mn 0.15%、Pr 0.06%、Ni 0.025%、Fe 0.035%, Nd 0.025%,