一種Mg-Al基合金細(xì)化變質(zhì)劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于金屬材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種Mg-Al基合金細(xì)化變質(zhì)劑及其制備方法和應(yīng)用。所述細(xì)化變質(zhì)劑為快速凝固Al-Ti-B-Sr條帶，按元素其質(zhì)量百分組成為Ti:2～5%，B：1～2%，Sr：2～8%，其余為鋁。本發(fā)明開發(fā)了一種鎂合金用快速凝固Al-Ti-B-Sr雙效細(xì)化變質(zhì)劑，可使Mg-Al基合金晶界上共晶β-Mg17Al12相數(shù)量減少，由連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變?yōu)閿嗬m(xù)分布的帶狀結(jié)構(gòu)，克服了Mg-Al基合金中β-Mg17Al12相粗大的缺點(diǎn)，解決了鑄態(tài)Mg-Al基合金中塑性和強(qiáng)度較差的問題，改善其綜合力學(xué)性能。
【專利說明】一種Mg-Al基合金細(xì)化變質(zhì)劑及其制備方法和應(yīng)用
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于金屬材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種Mg-Al基合金細(xì)化變質(zhì)劑及其制備方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0003]Mg-Al系鎂合金是迄今為止應(yīng)用最為廣泛的鎂合金，其中AZ91D和AM60B占汽車上鎂合金應(yīng)用量的90%。Mg-Al系合金的強(qiáng)化相為P-Mg17Al12相。但Mg-Al系合金存在如下缺點(diǎn):在凝固過程中，粗大的P-Mg17Al12相以離異共晶的形式沿晶界析出，使得鑄態(tài)合金的塑性和強(qiáng)度較差，β相以一種與基體非共格的不連續(xù)析出的片狀形式存在，容易長(zhǎng)得很粗大，所以合金的熱處理強(qiáng)化效果不明顯。因此，如何對(duì)Mg-Al系合金進(jìn)行細(xì)化和變質(zhì)處理從而改善其綜合力學(xué)性能成為研究的重點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種Mg-Al基合金細(xì)化變質(zhì)劑及其制備方法和應(yīng)用，以改善Mg-Al系合金的綜合力學(xué)性能。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種Mg-Al基合金細(xì)化變質(zhì)劑，所述細(xì)化變質(zhì)劑為Al-T1-B-Sr條帶，按元素其質(zhì)量百分組成為T1:2~5%，B:1~2%，Sr:2~8%，其余為鋁。
[0006]本發(fā)明還提供了一種優(yōu)選的所述Mg-Al基合金細(xì)化變質(zhì)劑的制備方法，步驟如下:
1)原料預(yù)處理:將K2TiF6和K2BF6在干燥箱中100°C預(yù)熱20~40min,將純鍶在加入鋁熔體前從保存介質(zhì)中取出、清洗干凈，用鋁箔包緊放入干燥箱150°C下預(yù)熱3~5 min ;
2)將工業(yè)純鋁放入中頻感應(yīng)爐中，加熱至純鋁完全熔化；
3)升溫至800~900°C，將預(yù)熱好的K2TiF6和K2BF6均勻混合后加入鋁熔體中；
4)升溫至1000~1300°C，保溫10~30min ；
5)降溫至900~1000°C，加入預(yù)處理過的純鍶并保溫10~30min ；
6)降溫至700~900°C，用惰性氣體精煉，扒渣后澆鑄，得到Al-T1-B-Sr合金棒；
7)將Al-T1-B-Sr合金棒在單輥甩帶機(jī)上進(jìn)行快速凝固，加熱溫度為650~750°C，銅棍旋轉(zhuǎn)速度10~30 m/s,即得到Al-T1-B-Sr條帶。
[0007]優(yōu)選的，以生產(chǎn)目標(biāo)合金細(xì)化變質(zhì)劑100質(zhì)量份計(jì)，投入的K2TiF6質(zhì)量份數(shù)為
13.3~33.4份，K2BF6的質(zhì)量份數(shù)為18.5~37.0份，純鍶4~16份，工業(yè)純鋁87.5~97.5份。
[0008]由于在熔煉過程中原料會(huì)有所損耗、吸收率達(dá)不到100%，所以氟鈦酸鉀、氟硼酸鉀、純鍶及鋁的原料加入的質(zhì)量要大于最終制得的Al-T1-B-Sr快凝條帶的質(zhì)量。
[0009]所述的Mg-Al基合金細(xì)化變質(zhì)劑的應(yīng)用，在Mg-Al基合金中加入的量為Mg-Al基合金質(zhì)量的0.2~0.8%。
[0010]具體的，應(yīng)用時(shí)包括如下步驟:
1)將Mg-Al基合金放入坩堝電阻爐中，650°C保溫至合金完全熔化；
2)熔體升溫至680~720°C；
3)將快速凝固Al-T1-B-Sr條帶加入至熔體中；
4)熔體經(jīng)攪拌后用惰性氣體精煉，保溫5~30min ；
5)扒渣后澆鑄到預(yù)熱好的金屬型中。
[0011]步驟4)中所述惰性氣體為高純氬氣。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明開發(fā)了一種鎂合金用快速凝固Al-T1-B-Sr雙效細(xì)化變質(zhì)劑，目前用于鎂合金的細(xì)化劑還很少，快速凝固Al-T1-B-Sr是用于Mg-Al基合金的一種雙效細(xì)化變質(zhì)劑。將快速凝固Al-T1-B- Sr條帶添加到Mg-Al基合金中，可使Mg-Al基合金晶界上共晶β -Mg17Al12相數(shù)量減少，由連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變?yōu)閿嗬m(xù)分布的帶狀結(jié)構(gòu)，克服了 Mg-Al基合金中β-Mg17Al12相粗大的缺點(diǎn)，解決了鑄態(tài)Mg-Al基合金塑性和強(qiáng)度較差的問題，塑性和強(qiáng)度分別提高了 10~15%和8~12%，改善其綜合力學(xué)性能。
[0013]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為實(shí)施例1制得的快速凝固Al-2T1-B_2Sr條帶的SEM照片；
圖2為實(shí)施例1未細(xì)化處理之前的AZ91D鎂合金金相照片；
圖3為實(shí)施例1細(xì)化處理后AZ91D鎂合金金相照片。

【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步闡述:
實(shí)施例1
以快速凝固Al-2T1-B-2Sr條帶細(xì)化lKgAZ91D鎂合金為例。
[0016]快速凝固Al-2T1-B_2Sr條帶的制備(以IKg為例):
1)、將133gK2TiF6 和 185gK2BF6 在干燥箱中 100。。預(yù)熱 20 min ；
2)、將975g工業(yè)純鋁放入中頻感應(yīng)爐中，720°C保溫至純鋁完全熔化；
3)、升溫至800°C，將預(yù)熱好的K2TiF6和K2BF6均勻混合后加入鋁熔體中；
4)、升溫至1000。。，保溫 1min ；
5)、將40g純鍶放入鋁熔體前的幾分鐘內(nèi)從煤油中取出，然后用丙酮清洗干凈，用鋁箔包緊放入干燥箱150°C下預(yù)熱3min ；
6)、降溫至900°C，加入預(yù)處理過的純鍶并保溫10min ；
7)、降溫至700°C，用氬氣精煉，扒渣后澆鑄，得到Al-2T1-B-2Sr合金棒；8)、將制備出的Al-2T1-B-2Sr合金棒在單輥甩帶機(jī)上進(jìn)行快速凝固處理，加熱溫度為650°C，銅輥旋轉(zhuǎn)速度10m/s，即得到快速凝固Al-2Ti_B_2Sr條帶；其SEM照片參見圖1 ;圖1中A、B、C點(diǎn)的EDS分析如下:

【權(quán)利要求】
1.一種Mg-Al基合金細(xì)化變質(zhì)劑，其特征在于，所述細(xì)化變質(zhì)劑為Al-T1-B-Sr條帶，按元素其質(zhì)量百分組成為T1:2~5%，B:1~2%，Sr:2~8%，其余為Al。
2.權(quán)利要求1所述的Mg-Al基合金細(xì)化變質(zhì)劑的制備方法，其特征在于，步驟如下: O原料預(yù)處理:將K2TiF6和K2BF6在干燥箱中100°C預(yù)熱20~40 min ;將純鍶在加入鋁熔體前從保存介質(zhì)中取出、清洗干凈，用鋁箔包緊放入干燥箱150°C下預(yù)熱3~5 min ; 2)將工業(yè)純鋁放入中頻感應(yīng)爐中，加熱至純鋁完全熔化； 3)升溫至800~900°C，將預(yù)熱好的K2TiF6和K2BF6均勻混合后加入鋁熔體中； 4)升溫至1000~1300°C，保溫10~30min ； 5)降溫至900~1000°C，加入預(yù)處理過的純鍶并保溫10~30min ； 6)降溫至700~900°C，用惰性氣體精煉，扒渣后澆鑄，得到Al-T1-B-Sr合金棒； 7)將Al-T1-B-Sr合金棒在單輥甩帶機(jī)上進(jìn)行快速凝固，加熱溫度為650~750°C，銅棍旋轉(zhuǎn)速度10~30 m/s,即得到快速凝固Al-T1-B-Sr條帶。
3.如權(quán)利要求2所述的Mg-Al基合金細(xì)化變質(zhì)劑的制備方法，其特征在于，以生產(chǎn)目標(biāo)合金細(xì)化變質(zhì)劑100質(zhì)量份計(jì)，投入的K2TiF6質(zhì)量份數(shù)為13.3~33.4份，K2BF6的質(zhì)量份數(shù)為18.5~37.0份，純鍶4~16份，工業(yè)純鋁87.5~97.5份。
4.權(quán)利要求1所述的Mg-Al基合金細(xì)化變質(zhì)劑的應(yīng)用，其特征在于，在Mg-Al基合金中加入的量為Mg-Al基合金質(zhì)量的0.2~0.8%。
5.如權(quán)利要求4所述的Mg-Al基合金細(xì)化變質(zhì)劑的應(yīng)用，其特征在于，包括如下步驟: 1)將Mg-Al基合金在650°C保溫至合金完全熔化； 2)熔體升溫至680~720°C； 3)將Al-T1-B-Sr條帶加入至熔體中； 4)熔體經(jīng)攪拌后用惰性氣體精煉，保溫5~30min ； 5)扒渣后澆鑄到預(yù)熱好的金屬型中。
6.如權(quán)利要求5所述的Mg-Al基合金細(xì)化變質(zhì)劑的應(yīng)用，其特征在于，步驟4)中所述惰性氣體為高純氬氣。
【文檔編號(hào)】C22C1/06GK104131201SQ201410403475
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】王鵬 申請(qǐng)人:河南譽(yù)金技術(shù)服務(wù)有限公司