一種新型多元變質(zhì)含Si高強耐熱鎂合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬材料設(shè)計領(lǐng)域，具體為一種新型多元變質(zhì)含Si高強耐熱鎮(zhèn)合金 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎮(zhèn)合金具有密度小、比強度和比剛度高、阻尼性能好W及電磁屏蔽等優(yōu)點，近年來 成為汽車、計算機和通訊行業(yè)的重要輕質(zhì)材料。目前應(yīng)用最廣的AZ91合金具有較高的室溫 強度，優(yōu)良的鑄造工藝性能W及低成本等優(yōu)點，但送種合金的高溫力學(xué)性能差，長期的使用 溫度不能超過120°C。目前國內(nèi)外研究通過添加36^曰、5'、81、訊等元素來提高強度，但它 們的鑄造性能差或者成本較高限制了其在鑄造方面的應(yīng)用。因此，在AZ91合金基礎(chǔ)上開發(fā) 出低成本并且具有高強耐熱的新型鎮(zhèn)合金顯得越來越重要了。
[0003] 早在上世紀(jì)70年代，人們就開始在鎮(zhèn)合金中加入低成本Si元素而開發(fā)出了AS41、 AS31和AS21等耐熱鎮(zhèn)合金。然而含有Si元素鎮(zhèn)合金在緩慢冷卻過程中會形成粗大的漢字 狀MgzSi相，損害了鑄造性能和機械性能。因此，如何使?jié)h字狀MgzSi相形貌改善為顆粒狀， 且細(xì)化MgzSi顆粒，成為其綜合力學(xué)性能提高并工業(yè)化廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一）要解決的技術(shù)問題
[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種新型多元變質(zhì)劑M-Ti-C-P變質(zhì)含Si高強耐熱鎮(zhèn)合 金，克服現(xiàn)有鎮(zhèn)合金組織、強化相MgzSi等粗大，通過添加新型多元變質(zhì)劑來細(xì)化含Si鎮(zhèn)合 金組織，變質(zhì)合金中粗大的強化相MgzSi,集細(xì)化和變質(zhì)強化相于一體，從而獲得一種含Si 的低成本、高強耐熱性能鎮(zhèn)合金。
[000引（二）技術(shù)方案
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種新型多元變質(zhì)含Si高強耐熱鎮(zhèn)合 金，其特征在于，所述新型多元變質(zhì)含Si高強耐熱鎮(zhèn)合金的組成成分重量百分比為： Al8. 3-9. 7%、Zn0.35-1. 0%、Mn0.15-0. 50%、Si0.5-1. 0%、P0.01-0. 03%、Ti 0.01-0. 04%，其余為Mg。
[0008] 優(yōu)選的，所述新型多元變質(zhì)含Si高強耐熱鎮(zhèn)合金的組成成分重量百分比為；Al 9%、Znl%、Mn0.3%、Si0.9%、P0.02%、Ti0.02% 和Mg88.76%。
[0009] 優(yōu)選的，所述新型多元變質(zhì)含Si高強耐熱鎮(zhèn)合金的組成成分重量百分比為；Al 9%、Znl%、Mn0. 3%、Si0. 5%、P0. 01%、Ti0. 01%和Mg89. 18%。
[0010] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種制備新型多元變質(zhì)含Si高強耐熱鎮(zhèn) 合金的方法，所述方法分為如下步驟：
[0011]將組成成分重量百分比為；Al8. 3-9. 7%、Zn0. 35-1. 0%、Mn0. 15-0. 50%，其余 為Mg的AZ91加質(zhì)量百分比0. 5-1. 0%Si鎮(zhèn)合金進行混合配料；
[0012] 定量稱取目標(biāo)合金總質(zhì)量0. 5-0. 8 %的覆蓋劑RJ-2 ;覆蓋劑RJ-2的組成成分重量 百分比為加邑(：1250%、1((：135%、胞(：110%和6曰(：125%;
[0013] 將定量稱取的所述覆蓋劑RJ-2按重量等分成兩份；
[0014] 將配好的配料加入已經(jīng)加熱至300-31(TC石墨巧巧中，并撒上一份覆蓋劑RJ-2 ; 繼續(xù)加熱升溫，待鎮(zhèn)合金烙化后將溫度升至760-78(TC;
[001引加入質(zhì)量百分比0. 01-0. 03 %的M-Ti-C-P中間合金變質(zhì)劑，攬拌均勻，A^Ti-C-P中間合金變質(zhì)劑的組成成分重量百分比為；U5%、C1%、P0. 5%其余為Al;
[0016] 攬拌均勻后，將合金液溫度調(diào)至730-74(TC加入烘干的精煉劑，精煉劑的組成成 分重量百分比為；MgClzSO%、BaClzSO%、KC125%和CaFzlS%，精煉劑用量為合金總重量的 1%~1. 5%，精煉時間為5min;
[0017] 精煉時不斷在鎮(zhèn)合金液表面撒精煉劑，同時進行攬動；
[0018] 精煉完畢后清除合金液表面上的表面浮渣，再撒上另一份覆蓋劑RJ-2 ;
[0019] 爐中靜置升溫至750-76(TC ;
[0020] 保溫10-25min后除去表面氧化物，取出德注到金屬型中。
[0021] (H)有益效果
[0022] 1、采用本發(fā)明方法制備的含Si鎮(zhèn)合金，與現(xiàn)有添加稀有金屬的鎮(zhèn)合金相比其成 本低廉，具有顯著的成本優(yōu)勢。
[0023] 2、通過添加新型多元變質(zhì)劑Al-Ti-C-P中間合金，含Si鎮(zhèn)合金中強化相MgzSi粗 大漢字狀變?yōu)轭w粒狀，顆粒平均尺寸為4Um。同時合金的平均晶粒尺寸為40Um左右，集細(xì) 化鎮(zhèn)合金組織和變質(zhì)強化相于一體。
[0024] 3、所開發(fā)的鎮(zhèn)合金比AZ91合金性能得到顯著改善，室溫下抗拉強度、屈服強度和 延伸率分別提高了 28. 6%、27. 2%和57. 1%。
[00巧]4、本發(fā)明W中間合金加入鎮(zhèn)合金烙體，具有易加入，易吸收，用量少，變質(zhì)效果顯 著特點。
【附圖說明】
[0026] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W 根據(jù)送些附圖獲得其他的附圖。
[0027] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一種新型多元變質(zhì)含Si高強耐熱鎮(zhèn)合金一個實施例的AZ91加 0. 7%Si合金金相組織照片；
[0028] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一種新型多元變質(zhì)含Si高強耐熱鎮(zhèn)合金一個實施例的AZ91加 0. 7%Si加0.Ol%P合金金相組織照片；
[0029] 圖3是根據(jù)本發(fā)明一種新型多元變質(zhì)含Si高強耐熱鎮(zhèn)合金一個實施例的AZ91加 0. 7%Si加0.Ol%P合金沈M照片；
[0030] 圖4是根據(jù)本發(fā)明一種新型多元變質(zhì)含Si高強耐熱鎮(zhèn)合金一個實施例的AZ91加 1. 0%Si加0. 02%P合金金相組織照片；
[0031] 圖5是根據(jù)本發(fā)明一種新型多元變質(zhì)含Si高強耐熱鎮(zhèn)合金一個實施例的AZ91加 1. 0%Si加0. 03%P合金金相組織照片。
【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合說明書附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細(xì)描述。W 下實施例僅用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。
【具體實施方式】 [0033] ：
[0034]W下通過具體的H個實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案和效果作進一步的闡述。
[0035] 實施例1;
[0036]將組成成分重量百分比為；Al8. 3-9. 7%、Zn0. 35-1. 0%、Mn0. 15-0. 50%，其余 為Mg的AZ91加質(zhì)量百分比0. 7%Si鎮(zhèn)合金進行混合配料；
[0037] 定量稱取目標(biāo)合金總質(zhì)量0. 5-0. 8 %的覆蓋劑RJ-2;覆蓋劑RJ-2的組成成分重量 百分比為加邑(：1250%、1((：135%、胞(：110%和6曰(：125%;
[0038] 將定量稱取的所述覆蓋劑RJ-2按重量等分成兩份；
[0039] 將配好的配料加入已經(jīng)加熱至300-31(TC石墨巧巧中，并撒上一份覆蓋劑RJ-2; 繼續(xù)加熱升溫，待鎮(zhèn)合金烙化后將溫度升至76(TC;
[0040] 加入質(zhì)量百分比0. 01%的Al-Ti-C-P中間合金變質(zhì)劑，攬拌均勻，A^Ti-C-P中間 合金變質(zhì)劑的組成成分重量百分比為；U5%、Cl%、PO.5%其余為Al;
[0041] 攬拌均勻后，將合金液溫度調(diào)至73(TC加入烘干的精煉劑，精煉劑的組成成分重量 百分比為；MgClzSO%、BaClzSO%、KC125%和CaFzlS%，精煉劑用量為合金總重量的1%~ 1. 5%，精煉時間為5min;
[0042] 精煉時不斷在鎮(zhèn)合金液表面撒精煉劑，同時進行攬動；
[0043] 精煉完畢后清除合金液表面上的表面浮渣，再撒上另一份覆蓋劑RJ-2;
[0044] 爐中靜置升溫至750°C;
[0045] 保溫IO-ISmin后除去表面氧化物，取出德注到金屬型中。
[004引為了對比，本實施例制備了AZ9UAZ91加0. 7%Si和AZ91加1. 0%Si合金。
[0047] 為說明上述合金的金相組織及其性能特性，本實施例首先制備了金相組織觀測樣 品，并利用SEM電子掃描電鏡觀測其組織，同時制備合金室溫力學(xué)性能試樣。
[0048] 圖1所示為AZ91加0. 7 %Si合金金相組織照片。
[0049]AZ91加0. 7%Si合金組織除a-Mg相和目-MgnAliz相外，出現(xiàn)粗大的漢字狀相 MgzSi,大部分分布在晶界附。
[0050] 圖2和圖3所示為AZ91加0.7%Si加0.0 l%P合金金相組織照片和沈M照片。