一種變形鎂合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種變形鎂合金，按照重量百分比含量含有：Al：4.5-6.1%，Mn：2.6-3.6%，Cu：2.3-3.3%，Ca：1.8-2.2%，Th：0.41-0.52%，Ti：1.7-2.21%，Ce：3.55-3.82%，Sb：2.1-2.4%，Zr：1.1-1.3%，Nb：0.31-0.52%，Ta：0.75-0.92%，Lu：0.11-0.2%，Sc：0.3-0.62%，Pr：0.52-0.63%，余量為Mg。本發(fā)明還提出該變形鎂合金的制備方法。本合金還具有良好力學(xué)性能跟消震性能。
【專利說明】一種變形鎂合金及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鎂合金材料領(lǐng)域，尤其是一種變形鎂合金及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 最近二十年來，世界范圍內(nèi)許多國家都在積極研究開發(fā)滿足可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需求 的輕質(zhì)高性能生態(tài)型材料。在眾多的輕質(zhì)材料中，由于鎂合金具有密度小，比剛度和比強(qiáng)度 高，而且還有著優(yōu)良的導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性能、阻尼性能、切削加工性和減震性能，同時(shí)具 有尺寸穩(wěn)定、無污染、易回收等一系列優(yōu)點(diǎn)，加之資源豐富等優(yōu)勢(shì)，是結(jié)構(gòu)輕量化的理想材 料。日益引起許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家政府研究人員的重視。與鑄造鎂合金相比， 變形鎂合金具有更高的力學(xué)性能和更廣闊的應(yīng)用前景。然而由于目前的變形鎂合金雖然塑 性較好，但室溫和高溫強(qiáng)度較低和抗蠕變性偏低，很難滿足航空、航天、兵器和民用轎車領(lǐng) 域?qū)Ω邚?qiáng)韌、高耐熱性和高蠕變強(qiáng)度的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的要求，因此，提高變形鎂合金強(qiáng)度使 其具有良好的綜合性能，是新型鎂合金開發(fā)的熱點(diǎn)，同時(shí)變形鎂合金開發(fā)對(duì)拓展鎂合金的 應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種變形鎂合金及其制備方法，該工藝方 法成本低且簡便易行，獲得的變形鎂合金具有較高的強(qiáng)度，使得此類鎂合金具有比傳統(tǒng)商 業(yè)鎂合金優(yōu)越的力學(xué)性能。
[0004] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種變形鎂合金，按照重量百分比含量含有：A1 :4. 5-6. 1%，Mn :2. 6-3. 6%，Cu : 2· 3-3. 3%，Ca :1. 8-2. 2%，Th :0· 41-0. 52%，Ti :1. 7-2. 21%，Ce :3. 55-3. 82%，Sb :2. 1-2. 4%， Zr ：1. 1-1. 3%, Nb ：0. 31-0. 52%, Ta ：0. 75-0. 92%, Lu ：0. 11-0. 2%, Sc ：0. 3-0. 62%, Pr ： 0· 52-0. 63%，余量為 Mg。
[0005] 更進(jìn)一步地，按照重量百分比含量含有：A1 :4. 5%，Mn :2. 6%，Cu :2. 3%，Ca :1. 8%， Th ：0. 41%, Ti ：1. 7%, Ce ：3. 55%, Sb ：2. 1%, Zr ：1. 1%, Nb ：0. 31%, Ta ：0. 75%, Lu ：0. 11%, Sc ： 0· 3%，Pr :0· 52%，余量為 Mg。
[0006] 另外，還提供一種所述的變形鎂合金的制備方法，包括以下步驟： ⑴備料：按照重量百分比含量進(jìn)行原料準(zhǔn)備，所述原料為純Mg錠、Mg- Μη中間合金、 純?chǔ)?錠、純Cu、Al- Ca中間合金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、 Mg- Sb中間合金、純Zr、Al- Nb中間合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、純Lu、A1-Sc中間合金； (2)烘干：將準(zhǔn)備好的原料純Mg錠、Mg- Μη中間合金、純A1錠、純Cu、Al- Ca中間合 金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、Mg- Sb中間合金、純Zr、Al- Nb 中間合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、純Lu、Al- Sc中間合金進(jìn)行烘干處理，其中 純Mg錠、純A1錠、純Cu、純Zr、純Lu在100°C下烘干，而Mg- Μη中間合金、Al- Ca中間合 金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、Mg- Sb中間合金、Al- Nb中間 合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、Al- Sc中間合金在150°C下烘干； (3) 熔煉：將電阻坩堝預(yù)熱至300-350°C，持續(xù)通入SF6氣體保護(hù)氣氛在電阻坩堝中熔 煉合金，先在電阻坩堝中加入純Mg錠加熱，待純鎂錠完全熔化后，加入純A1錠、純Cu、純 Zr、純Lu，待電阻坩堝中的原料完全熔化后，加熱至780-800°C的溫度下再加入Mg- Μη中間 合金、Al- Ca中間合金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、Mg- Sb中 間合金、Al- Nb中間合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、Al- Sc中間合金，所有原料 充分熔化后機(jī)械攪拌4-6分鐘，使合金成分均勻； (4) 精煉：持續(xù)通入SF6氣體進(jìn)行保護(hù)，在鎂合金熔液表面均勻撒入精煉劑，加入后 充分?jǐn)嚢璨㈧o置5-15分鐘；然后使電阻坩堝升溫至760-780°C保溫9-11分鐘，再降溫至 680-720°C靜置3-5分鐘，得鎂合金精煉液；所述的精煉劑為RJ-5精煉劑，加入量為爐料量 的 10% ; (5) 澆鑄：將熔融的鎂合金精煉液澆鑄到預(yù)熱溫度為320?340°C的鐵模具中，澆鑄溫 度為740?760°C，鐵模具的內(nèi)腔尺寸為長8cm，寬8cm，高4cm，澆鑄完成后，將模具及其內(nèi) 的鎂合金熔體置于空氣中冷卻后脫模，制得所述變形鎂合金。

【具體實(shí)施方式】 [0007] 實(shí)施例1 一種變形鎂合金，按照重量百分比含量含有：A1 :4. 5%，Mn :2. 6%，Cu :2. 3%，Ca : 1. 8%， Th ：0. 41%, Ti ：1. 7%, Ce ：3. 55%, Sb ：2. 1%, Zr ：1. 1%, Nb ：0. 31%, Ta ：0. 75%, Lu ：0. 11%, Sc ： 0· 3%，Pr :0· 52%，余量為 Mg。
[0008] 變形鎂合金的制備方法，包括以下步驟： ⑴備料：按照重量百分比含量進(jìn)行原料準(zhǔn)備，所述原料為純Mg錠、Mg- Μη中間合金、 純?chǔ)?錠、純Cu、Al- Ca中間合金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、 Mg- Sb中間合金、純Zr、Al- Nb中間合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、純Lu、A1-Sc中間合金； (2) 烘干：將準(zhǔn)備好的原料純Mg錠、Mg- Μη中間合金、純A1錠、純Cu、Al- Ca中間合 金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、Mg- Sb中間合金、純Zr、Al- Nb 中間合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、純Lu、Al- Sc中間合金進(jìn)行烘干處理，其中 純Mg錠、純A1錠、純Cu、純Zr、純Lu在100°C下烘干，而Mg- Μη中間合金、Al- Ca中間合 金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、Mg- Sb中間合金、Al- Nb中間 合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、Al- Sc中間合金在150°C下烘干； (3) 熔煉：將電阻坩堝預(yù)熱至300°C，持續(xù)通入SF6氣體保護(hù)氣氛在電阻坩堝中熔煉合 金，先在電阻坩堝中加入純Mg錠加熱，待純鎂錠完全熔化后，加入純A1錠、純Cu、純Zr、純 Lu，待電阻坩堝中的原料完全熔化后，加熱至780°C的溫度下再加入Mg- Μη中間合金、A1-Ca中間合金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、Mg- Sb中間合金、Α1-Nb中間合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、Al- Sc中間合金，所有原料充分熔化后 機(jī)械攪拌4分鐘，使合金成分均勻； (4) 精煉：持續(xù)通入SF6氣體進(jìn)行保護(hù)，在鎂合金熔液表面均勻撒入精煉劑，加入后充 分?jǐn)嚢璨㈧o置5分鐘；然后使電阻坩堝升溫至760°C保溫9分鐘，再降溫至680°C靜置3分 鐘，得鎂合金精煉液；所述的精煉劑為RJ-5精煉劑，加入量為爐料量的10% ; (5)澆鑄：將熔融的鎂合金精煉液澆鑄到預(yù)熱溫度為320°C的鐵模具中，澆鑄溫度為 740°C，鐵模具的內(nèi)腔尺寸為長8cm，寬8cm，高4cm，澆鑄完成后，將模具及其內(nèi)的鎂合金熔 體置于空氣中冷卻后脫模，制得所述變形鎂合金。
[0009] 實(shí)施例2 : 一種變形鎂合金，按照重量百分比含量含有：A1 :4. 8%，Mn :3. 1%，Cu :2. 8%，Ca :2. 0%， Th ：0. 46%, Ti ：2. 0%, Ce ：3. 7%, Sb ：2. 25%, Zr ：1. 2%, Nb ：0. 42%, Ta ：0. 82%, Lu ：0. 15%, Sc ： 0· 46%，Pr :0· 57%，余量為 Mg。
[0010] 變形鎂合金的制備方法，包括以下步驟： ⑴備料：按照重量百分比含量進(jìn)行原料準(zhǔn)備，所述原料為純Mg錠、Mg- Μη中間合金、 純?chǔ)?錠、純Cu、Al- Ca中間合金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、 Mg- Sb中間合金、純Zr、Al- Nb中間合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、純Lu、A1-Sc中間合金； (2) 烘干：將準(zhǔn)備好的原料純Mg錠、Mg- Μη中間合金、純A1錠、純Cu、Al- Ca中間合 金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、Mg- Sb中間合金、純Zr、Al- Nb 中間合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、純Lu、Al- Sc中間合金進(jìn)行烘干處理，其中 純Mg錠、純A1錠、純Cu、純Zr、純Lu在100°C下烘干，而Mg- Μη中間合金、Al- Ca中間合 金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、Mg- Sb中間合金、Al- Nb中間 合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、Al- Sc中間合金在150°C下烘干； (3) 熔煉：將電阻坩堝預(yù)熱至330°C，持續(xù)通入SF6氣體保護(hù)氣氛在電阻坩堝中熔煉合 金，先在電阻坩堝中加入純Mg錠加熱，待純鎂錠完全熔化后，加入純A1錠、純Cu、純Zr、純 Lu，待電阻坩堝中的原料完全熔化后，加熱至790°C的溫度下再加入Mg- Μη中間合金、A1-Ca中間合金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、Mg- Sb中間合金、Α1-Nb中間合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、Al- Sc中間合金，所有原料充分熔化后 機(jī)械攪拌5分鐘，使合金成分均勻； (4) 精煉：持續(xù)通入SF6氣體進(jìn)行保護(hù)，在鎂合金熔液表面均勻撒入精煉劑，加入后充 分?jǐn)嚢璨㈧o置10分鐘；然后使電阻坩堝升溫至770°C保溫10分鐘，再降溫至700°C靜置4 分鐘，得鎂合金精煉液；所述的精煉劑為RJ-5精煉劑，加入量為爐料量的10% ; (5) 澆鑄：將熔融的鎂合金精煉液澆鑄到預(yù)熱溫度為330°C的鐵模具中，澆鑄溫度為 750°C，鐵模具的內(nèi)腔尺寸為長8cm，寬8cm，高4cm，澆鑄完成后，將模具及其內(nèi)的鎂合金熔 體置于空氣中冷卻后脫模，制得所述變形鎂合金。
[0011] 實(shí)施例3: 一種變形鎂合金，按照重量百分比含量含有：A1 :6. 1%，Mn :3. 6%，Cu :3. 3%，Ca :2. 2%， Th ：0. 52%, Ti ：2. 21%, Ce ：3. 82%, Sb ：2. 4%, Zr ：1. 3%, Nb ：0. 52%, Ta ：0. 92%, Lu ：0. 2%, Sc ： 0· 62%，Pr :0· 63%，余量為 Mg。
[0012] 變形鎂合金的制備方法，包括以下步驟： ⑴備料：按照重量百分比含量進(jìn)行原料準(zhǔn)備，所述原料為純Mg錠、Mg- Μη中間合金、 純?chǔ)?錠、純Cu、Al- Ca中間合金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、
【權(quán)利要求】
1. 一種變形鎂合金，其特征在于，按照重量百分比含量含有：A1 :4. 5-6. 1%，Μη : 2. 6-3. 6%, Cu ：2. 3-3. 3%, Ca ：1. 8-2. 2%, Th ：0. 41-0. 52%, Ti ：1. 7-2. 21%, Ce ：3. 55-3. 82%, Sb ：2. 1-2. 4%, Zr ：1. 1-1. 3%, Nb ：0. 31-0. 52%, Ta ：0. 75-0. 92%, Lu ：0. 11-0. 2%, Sc ： 0· 3-0. 62%，Pr :0· 52-0. 63%，余量為 Mg。
2. 如權(quán)利要求1所述的變形鎂合金，其特征在于，按照重量百分比含量含有：A1 :4. 5%， Μη ：2. 6%,Cu ：2. 3%, Ca ：1. 8%, Th ：0. 41%, Ti ：1. 7%, Ce ：3. 55%, Sb ：2. 1%, Zr ：1. l%,Nb ：0. 31%, Ta :0· 75%，Lu :0· 11%，Sc :0· 3%，Pr :0· 52%，余量為 Mg。
3. 如權(quán)利要求1-2所述的變形鎂合金的制備方法，其特征在于： ⑴備料：按照重量百分比含量進(jìn)行原料準(zhǔn)備，所述原料為純Mg錠、Mg- Μη中間合金、 純?chǔ)?錠、純Cu、Al- Ca中間合金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、 Mg- Sb中間合金、純Zr、Al- Nb中間合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、純Lu、A1-Sc中間合金； (2) 烘干：將準(zhǔn)備好的原料純Mg錠、Mg- Μη中間合金、純A1錠、純Cu、Al- Ca中間合 金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、Mg- Sb中間合金、純Zr、Al- Nb 中間合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、純Lu、Al- Sc中間合金進(jìn)行烘干處理，其中 純Mg錠、純A1錠、純Cu、純Zr、純Lu在100°C下烘干，而Mg- Μη中間合金、Al- Ca中間合 金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、Mg- Sb中間合金、Al- Nb中間 合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、Al- Sc中間合金在150°C下烘干； (3) 熔煉：將電阻坩堝預(yù)熱至300-350°C，持續(xù)通入SF6氣體保護(hù)氣氛在電阻坩堝中熔 煉合金，先在電阻坩堝中加入純Mg錠加熱，待純鎂錠完全熔化后，加入純A1錠、純Cu、純 Zr、純Lu，待電阻坩堝中的原料完全熔化后，加熱至780-800°C的溫度下再加入Mg- Μη中間 合金、Al- Ca中間合金、Al- Th中間合金、Al- Ti中間合金、Mg- Ce中間合金、Mg- Sb中 間合金、Al- Nb中間合金、Al- Ta中間合金、Al- Pr中間合金、Al- Sc中間合金，所有原料 充分熔化后機(jī)械攪拌4-6分鐘，使合金成分均勻； (4) 精煉：持續(xù)通入SF6氣體進(jìn)行保護(hù)，在鎂合金熔液表面均勻撒入精煉劑，加入后 充分?jǐn)嚢璨㈧o置5-15分鐘；然后使電阻坩堝升溫至760-780°C保溫9-11分鐘，再降溫至 680-720°C靜置3-5分鐘，得鎂合金精煉液；所述的精煉劑為RJ-5精煉劑，加入量為爐料量 的 10% ; (5) 澆鑄：將熔融的鎂合金精煉液澆鑄到預(yù)熱溫度為320?340°C的鐵模具中，澆鑄溫 度為740?760°C，鐵模具的內(nèi)腔尺寸為長8cm，寬8cm，高4cm，澆鑄完成后，將模具及其內(nèi) 的鎂合金熔體置于空氣中冷卻后脫模，制得所述變形鎂合金。
【文檔編號(hào)】C22C23/02GK104099505SQ201410381669
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】農(nóng)彩麗 申請(qǐng)人:農(nóng)彩麗