一種MgAlSi系耐熱鎂合金制造技術

本發明專利技術公開了一種MgAlSi系耐熱鎂合金，屬于鎂合金領域。所述鎂合金由Mg、Al、Si、Mn、稀土及Nb組成，其重量百分組成為Al：1.8％-10％、Si：0.5％-2.5％、Mn：0.05％-0.7％、稀土0.0002％-16％、Nb：0.0002％-4％，其余為Mg。本發明專利技術通過在鎂合金中添加稀土及Nb元素，改變了β相的結構，從而提高了鎂合金的耐高溫性能，得到了一種具有優良力學性能，機械加工性、流動性及壓鑄性良好，適合鑄造尤其適合壓鑄的耐熱鎂合金。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種鎂合金，特別涉及一種MgAlSi系適用于鑄造尤其是壓鑄的耐熱鎂合金。
技術介紹
隨著科技的發展，以汽車為代表的交通工具需要通過減輕車身的重量，來進一步研發燃料利用率更高的新產品。在汽車制造業中，鎂合金作為一種新型的輕質金屬材料，被汽車制造廠家用來替代傳統的鑄鐵，以實現減輕車身重量的目的。目前，國產MgAlSi系壓鑄鎂合金牌號有YM102、YM103、YM104、YM105、YM106 ;美國標準ASTM B的MgAlSi系壓鑄鎂合金牌號有AS21A、AS21B、AS41A、AS41B ;日本標準JIS H 的MgAlSi系壓鑄鎂合金牌號有MDC6、MDC3B ;歐洲標準EN的MgAlSi系壓鑄鎂合金牌號有 EN-MC21310、EN-MC21320。這些牌號的合金具有流動性、鑄造性能優良的特點，被廣泛用于金屬型鑄造、精密鑄造、低壓鑄造、壓鑄、半固態鑄造、砂型鑄造等鑄造形式，并且由于含有較多合金元素Si，晶界處有部分Mg2Si相代替了 Mg17Al12相的位置，相對于AZ系和AM系鎂合金，其高溫性能有所提高，MgAlSi系壓鑄鎂合金適合于150°C以下的工作場合。在實現本專利技術的過程中，專利技術人發現現有技術至少存在以下問題由于上述 MgAlSi系鎂合金的合金組織中β相仍然以Mg17Al12為主，Mg17Al12熔點較低，使得現有 MgAlSi系鎂合金無法適應150°C以上的高溫，因而無法應用在150°C以上的高溫環境中，使得汽車上的很多部件如變速箱、發動機箱蓋等都不適合采用現有MgAlSi系鎂合金制造。
技術實現思路
為了解決上述現有技術中存在的問題，本專利技術實施例提供了一種具有良好力學性能的MgAlSi系耐熱鎂合金。所述技術方案如下一種MgAlSi系耐熱鎂合金，所述鎂合金由Mg、Al、S1、Mn、稀土(RE)及Nb組成，其重量百分組成為 Al1. 8 % -10 Si O. 5 % -2. 5 %, Mn O. 05 % -O. 7 %、稀土 O. 0002% -16%, NbO. 0002% _4%，其余為 Mg。其中，所述稀土為Gd、Y、Sc、Sm、Pr、Yb、Nd、La、Ce、Tb、Dy、Ho 及 Er 中的至少一種。優選，所述稀土為Gd 或 Gd 與 Y、Sc、Sm、Pr、Yb、Nd、La、Ce、Tb、Dy、Ho 及 Er 中的至少一種。優選，其重量百分組成為Al1. 8% -2. 5%, Si O. 7% -1. 2%,Mn O. 05% -O. 7%, Gd O. 1% -4%, Nb O. 05% _1%，其余為 Mg。優選，其重量百分組成為Al 3. 5% -5%,Si O. 5% -1. 5%,Mn O. 18% -O. 7%,Gd O. 1% -2%, Nb O. 05%-1%，其余為 Mg。更優選，其重量百分組成為Al 2.2%、Si 1%,Μη 0.2%、Gd 0.5%、Nb 0.2%，其余為Mg。更優選，其重量百分組成為Al 4. 6%,Si O. 5%, Mn O. 4%,Gd O. 5%, Nb O. 2%,其余為Mg。其中，所述Nb通過AlNb中間合金或NbAl中間合金的形式加入所述鎂合金中。本專利技術實施例提供的技術方案帶來的有益效果是本專利技術提供的MgAlSi系鎂合金中，由于RE能與Mg形成MgRE化合物,Nb能和其他元素(如Al)形成一些耐高溫的金屬化合物，這些金屬化合物分布在晶界上，替代了部分Mg17Al12P相，改變了 β相的結構，從而提高了鎂合金的耐高溫性能，得到了一種具有優良力學性能，機械加工性、流動性及壓鑄性良好，適合鑄造尤其適合壓鑄的耐熱鎂合金。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本專利技術實施方式作進一步地詳細描述。本專利技術實施例提供的鎂合金的制作工藝、熱處理方法說明如下1、本專利技術實施例提供的鎂合金可通過以下三種熔煉工藝制作工藝一按照本專利技術實施例提供的鎂合金組成和含量計算并準備好所需量的原材料，在電阻爐中加入鎂錠、鋁錠、AlSi中間合金、MgMn中間合金、AlNb中間合金或NbAl中間合金。給所用電阻爐升溫，當加入的上述金屬快熔化時采用氣體保護或者鎂合金覆蓋劑保護。升溫到720V _780°C時加入MgRE中間合金(如MgGd、MgY、MgNd等)或AlRE中間合金， 并攪拌，在720°C _780°C靜置保溫30分鐘，得合金液。用所得合金液澆一小塊樣品，檢測其熔煉質量，如按照氣體含量檢查方法進行氣體含量檢查，如果質量較差，需進行精煉處理； 如果質量合格，將所述合金 液調溫到700°C _740°C扒渣，然后進行澆注，即得到本專利技術合金的鑄件。本工藝中電阻爐也可以用其他熔爐代替；保護氣體可以是氬氣，也可以是SF6,還可以是CO2，或者是它們的混合氣體；鎂合金覆蓋劑和中間合金產品為市場銷售產品；精煉處理方法采用本行業的常規方法。工藝二 按照本專利技術實施例提供的鎂合金組成和含量計算并準備好所需量的原材料，在真空爐中加入鋁錠、AlSi中間合金、AlMn中間合金或Mn劑、AlNb中間合金或NbAl中間合金，升溫至820°C，保溫2-8小時，然后降溫到720°C -780°C，加入鎂錠和RE。待所加入的金屬熔化后在720°C -780°C保溫30分鐘，得合金液，采用氣體保護或者鎂合金覆蓋劑保護防止合金液氧化。用所得合金液澆一小塊樣品，檢測其熔煉質量，如氣體含量的檢查，如果質量較差，需進行精煉處理；如果質量合格，將所述合金液調溫到70(TC -740°C扒渣，然后進行澆注，即得到本專利技術合金的鑄件。本工藝中真空爐可用工頻爐等其他熔爐替代；保護氣體可以是氬氣，也可以是 SF6，還可以是CO2，或者是它們的混合氣體；鎂合金覆蓋劑、RE、Mn劑和中間合金為市場上銷售產品；精煉處理方法采用本行業的常規方法。工藝三照本專利技術實施例提供的鎂合金組成和含量計算并準備好所需量的原材料，在熔爐中加入標準牌號MgAlSi系壓鑄鎂合金與AlNb中間合金或NbAl中間合金，上述金屬快熔化時采用氣體保護或者鎂合金覆蓋劑保護。升溫到720°C _780°C時加入MgRE中間合金(如MgGd、MgY、MgNd等)或AlRE中間合金，并攪拌，在720°C _780°C靜置保溫30分鐘，得合金液。用所得合金液澆一小塊樣品，檢測其熔煉質量，如按照氣體含量檢查方法進行氣體含量檢查，如果質量較差，需進行精煉處理；如果質量合格，將所述合金液調溫到 7000C _740°C扒渣，然后進行澆注，即得到本專利技術合金的鑄件。本工藝中保護氣體可以是氬氣，也可以是SF6，還可以是CO2，或者是它們的混合氣體；鎂合金覆蓋劑和中間合金為市場上銷售產品；精煉處理方法采用本行業的常規方法。2、本專利技術實施例提供的鎂合金的熱處理及其處理方法
本專利技術實施例提供的鎂合金中的壓鑄件可不進行熱處理，其它形式的鑄造件可進行熱處理，一般采用T4固溶處理。本專利技術實施例采用的熱處理即T4固溶處理工藝為將鑄造件在箱式電阻爐中升溫至430°C，保溫10小時，鑄造件出爐后水淬，水溫40°C。受熔煉過程選用原料的純度及熔煉、鑄造過程中其他一些不可避免的因素的影響，本專利技術實施例提供的鎂合金鑄件會含有不可避免的雜質，如Zn、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種MgAlSi系耐熱鎂合金，其特征在于，所述鎂合金由Mg、Al、Si、Mn、稀土及Nb組成，其重量百分組成為Al?1.8％?10％、Si?0.5％?2.5％、Mn?0.05％?0.7％、稀土0.0002％?16％、Nb?0.0002％?4％，其余為Mg。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮俊，
申請(專利權)人：江漢大學，
類型：發明
國別省市：