專利名稱：高強度稀土鎂合金的制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于鎂合金材料類領域，具體為一種高強度稀土鎂合金的制備方法。
背景技術(shù)：
鎂鋁合金是一種在鋁合金中加入鎂金屬的合金，鎂鋁合金的優(yōu)點，在于它有跟鋼一樣的強度和硬度，但重量卻比鋼輕得多，跟塑膠很接近。因此，廣泛應用于交通工具、3C產(chǎn)品及航空航天等領域。鎂鋁合金由鎂錠和鋁錠在保護氣體中高溫熔融而成，以Mg-Al基為代表的輕質(zhì)鎂合金具有鑄造工藝性能優(yōu)良、熱裂傾向小、成本低等優(yōu)點已經(jīng)在汽車、電子產(chǎn)品等推廣應用，但是其室溫強度及塑性較差限制了該類合金能夠在更加廣泛的領域應用。稀土元素被引進到鎂合金中，開發(fā)出具有高強高韌的稀土鎂合金。傳統(tǒng)高強高韌鎂合金主要以Mg-Al系為主，其抗拉強度220 350Mpa，延伸率4 10%之間?，F(xiàn)有技術(shù)中，這些高強合金一直是調(diào)整以稀土等位代表的元素的含量來提高其性能，但是基本上已很難有大的突破，必須在傳統(tǒng)的工藝基礎上進行較大的改進才能得到性能更好的材料。申請?zhí)枮?00410053069.7，提供了一種新型鎂合金及其復合材料的制備工藝，突破了現(xiàn)有的鎂合金及其復合材料粉末 冶金工藝。其步驟包括熔煉鎂合金錠、球磨制粉、熱壓燒結(jié)、熱軋?zhí)幚淼?。將粉末冶金和粉末燒結(jié)結(jié)合在一起，提高了鎂合金及其復合材料的強度，改善了韌性。但是其沒有利用到稀土等元素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了改進目前廣泛應用的Mg-Al基合金強度和塑性低的性能，而提供一種高強度稀土鎂合金的制備方法。本發(fā)明是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種高強度稀土鎂合金的制備方法，首先制備鎂鋁合金錠，其中的各元素組成成分質(zhì)量百分比為=Al:3% 5%，Zn:0.1% 1%，Sn，
0.1 2.5%, Pb0.5-1.0%,Μη:0.1% 0.3%, Ce:0.01% 0.05%, La:0.01% 0.9%,Er:2.0%~ 2.5%，Ho 為 0.01% 1.0%，其余為鎂。制備步驟如下:按配比重量百分比稱量材料，將工業(yè)用純鎂放入到熔煉坩鍋中加熱溫度到500°C 600°C預熱熔化，使用熔劑保護通入保護氣體Ar，同時加入工業(yè)用純鋅、鋁、錳，待上述金屬完全熔化、溫度達到720°C 740°C時加入鈰、鉺、欽等材料，然后連續(xù)攪拌至全部熔化；在模具中澆鑄成錠，冷卻切削得到粒徑為l_4mm的粉末，再用球磨的方法使其粒度達到300-500微米，再混合加入總重量I %的粒徑為10-30微米的鋁粉，裝入模具，在I個小時時間內(nèi)逐漸給壓力100-250mpa，期間保持溫度為550°C。本發(fā)明的特點和有益效果:本發(fā)明使用了微米級別的鋁粉和鎂鋁合金粉末進行粉末冶金，通過超細化的粉末壓力合成技術(shù)可以有效細化合金組織，減少合金組織缺陷，增強合金力學性能，提高合金強度和塑性的元素，強化合金基體，使塑性變形均勻化。突破了鎂鋁傳統(tǒng)冶金的思路，使鎂合金的綜合性能得到改善，特別是強度和韌性得到大幅度提高。
具體實施例方式實施例1 (Mg-3Al-0.1Zn-0.1Sn-0.5Pb_0.lMn-0.0lCe-0.0lLa-2.0Er-0.0lHo) 一種高強度稀土鎂合金的制備方法，首先制備鎂鋁合金錠，其中的各元素組成成分質(zhì)量百分比為:A1:3%, Zn:0.1 %, Sn,0.1 %, Pb:0.5 %, Mn:0.1 %, Ce:0.01 %, La:0.01 %, Er:2.0%，!10為0.01(%，其余為鎂。制備步驟如下:按配比重量百分比稱量材料，將工業(yè)用純鎂放入到熔煉坩鍋中加熱溫度到500°C預熱熔化，保護通入保護氣體Ar，同時加入工業(yè)用純鋅、鋁、錳，待上述金屬完全熔化、溫度達到720°C 740°C時加入鈰、鉺、欽等材料，添加的鑭、鈰元素可以通過鎂-富鈰中間合金的形式加入，鎂-富鈰中間合金中富鈰包括鈰、鑭2種元素，添加的鉺、欽元素是通過鎂-鉺中間合金、鎂-欽中間合金形式加入。然后連續(xù)攪拌至全部熔化；在模具中澆鑄成錠，冷卻切削得到粒徑為l_4mm的粉末，再用球磨的方法使其粒度達到300-500微米，再混合加入總重量I %的粒徑為10-30微米的鋁粉，裝入模具，在I個小時時間內(nèi)線性正比速度給壓力從100-250mpa成型，，期間保持溫度為550°C。實施例2 (Mg-5Al-lZn-2.5Sn_l.0Pb-0.3Mn_0.05Ce_0.9La_2.5Er-l.0Ho)一種高強度稀土鎂合金的制備方法，首先制備鎂鋁合金錠，其中的各元素組成成分質(zhì)量百分比為:A1:5%,Zn:1%,Sn:2.5%,Pb:1.0%,Μη:0.3%.Ce:0.05%,La:0.9%,Er:2.5%, Ho為1.0%，其余為鎂。制備步驟如下:按配比重量百分比稱量材料，將工業(yè)用純鎂放入到熔煉坩鍋中加熱溫度到550°C預熱熔化，保護通入保護氣體Ar，同時加入工業(yè)用純鋅、鋁、錳，待上述金屬完全熔化、溫度達到740°C時加入鈰、鉺、欽等材料，然后連續(xù)攪拌至全部熔化；在模具中澆鑄成錠，冷卻切削得到粒徑為l_4mm的粉末，再用球磨的方法使其粒度達到300-500微米，再混合加入總重量I %的粒徑為10-30微米的鋁粉，裝入模具，在I個小時時間內(nèi)線性正比的速度給壓力100-250mpa成型(2.5mpa/min)，期間保持溫度為550°C。其具體的性能測試見附表1、2。實施例3 (Mg-3.5A1-0.5Zn_0.5Sn_0.6Pb_0.lMn-0.02Ce_0.lLa-2.1Er-0.1Ho) 一種高強度稀土鎂合金的制備方法，首先制備鎂鋁合金錠，其中的各元素組成成分質(zhì)量百分比為:A1:3.5%, Zn:05%, Sn，0.5%, Pb:0.6%, Mn:0.1%, Ce:0.02%, La:0.10%, Er:
2.1%，Ho為0.1%，其余為鎂。其具體的性能測試見附表1、2。
實施例4 (Mg-4Al-0.7Ζη-1.ISn-0.9Pb_0.15Mn_0.03Ce_0.6La_2.4Er-0.8Ho) 一種高強度稀土鎂合金的制備方法，首先制備鎂鋁合金錠，其中的各元素組成成分質(zhì)量百分比為:A1:4%, Zn:0.7%, Sn, 1.1 %, Pb:0.9 %, Mn:0.15%, Ce:0.03 %, La:0.6 %, Er:
2.4%，Ho為0.8%，其余為鎂。其具體的性能測試見附表1、2。實施例5 (Mg-4.5A1-0.9Zn_2.4Sn_0.9Pb-0.25Mn_0.04Ce-0.8La_2.5Er-0.75Ho)一種高強度稀土鎂合金的制備方法，首先制備鎂鋁合金錠，其中的各元素組成成分質(zhì)量百分比為:A1:4.5%, Zn:0.9%, Sn 2.4%, Pb:0.9%,Mn:0.25%, Ce:0.04%, La:0.8%, Er:
2.5%，Ho為0.75%，其余為鎂。其具體的性能測試見附表1、2。表I本發(fā)明高強高韌耐蝕鎂合金實施例的室溫力學性能。
權(quán)利要求
1.一種高強度稀土鎂合金的制備方法，首先制備鎂鋁合金錠，其中的各元素組成成分質(zhì)量百分比為:A1:3% 5%，Ζη:0.1% l%，Sn，0.1 2.5%，Pb0.5-1.0%,Μη:0.1%~.0.3%,Ce:0.01% 0.05%,La:0.01% 0.9%,Er:2.0% 2.5%,Ho 為 0.01% 1.0%，其余為鎂； 制備步驟如下:按配比重量百分比稱量材料，將工業(yè)用純鎂放入到熔煉坩鍋中加熱溫度到500°C 600°C預熱熔化，使用熔劑保護通入保護氣體Ar，同時加入工業(yè)用純鋅、鋁、錳，待上述金屬完全熔化、溫度達到720°C 740°C時加入鈰、鉺、欽等材料，然后連續(xù)攪拌至全部熔化；在模具中澆鑄成錠，冷卻切削得到粒徑為l_4mm的粉末，再用球磨的方法使其粒度達到300-500微米，再混合加入總重量I %的粒徑為10-30微米的鋁粉，裝入模具，在I個小時時間內(nèi)逐漸給 壓力 100-250mpa，期間保持溫度為550°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于鎂合金材料類領域，具體為一種高強度稀土鎂合金的制備方法。改進目前廣泛應用的Mg-Al基合金強度和塑性低的性能。首先制備鎂鋁合金錠，其中的各元素組成成分質(zhì)量百分比為Al3％～5％，Zn0.1％～1％，Sn，0.1～2.5％，Pb0.5-1.0％，Mn0.1％～0.3％，Ce0.01％～0.05％，La0.01％～0.9％，Er2.0％～2.5％，Ho為0.01％～1.0％，其余為鎂，先制備合金錠，冷卻切削得到粒徑為1-4mm的粉末，再用球磨的方法使其粒度達到300-500微米，再混合加入總重量1％的粒徑為10-30微米的鋁粉，裝入模具，在1個小時時間內(nèi)逐漸給壓力100-250mpa，期間保持溫度為550℃。突破了鎂鋁傳統(tǒng)冶金的思路，使鎂合金的綜合性能得到改善，特別是強度和韌性得到大幅度提高。
文檔編號C22C23/02GK103103428SQ20111036254
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者章聚鑫 申請人:章聚鑫