CN100582277C

CN100582277C - 一种镁合金用金属细化剂及其制备方法

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Publication number: CN100582277C
Application number: CN200810020701A
Authority: CN
Inventors: 王玲; 赵浩峰; 姚以俊; 谢爱根; 李庆芳; 雷勇; 赵学余
Original assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Current assignee: Changshu Nanjing Normal University Development Research Institute Co Ltd
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2028-02-22
Also published as: CN101230433A

Abstract

一种镁合金用金属细化剂，其特征在于该细化剂以镁为基体，含有锶、钕和镧元素，合金元素的质量百分比为：5%≤Sr≤30%，0.3%≤Nd≤0.6%，0.3%≤La≤0.6%，其余为镁，在该合金基体上分布着0.1-0.8μm的亚微米镁锶化合物相。本发明提出的细化剂的制备方法，工艺简单，成份稳定，无环境污染，生产成本低。由该方法值得的细化剂好而使用效果稳定，在相同加入条件下，细化效果是一般细化剂的3～5倍。

Description

一种镁合金用金属细化剂及其制备方法

一、技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，特别涉及一种镁合金用金属细化剂及其制备方法，具体讲是一种含亚微米镁锶化合物相的镁合金用金属细化剂及其制备方法。

二、背景技术

现有技术：目前，由于镁合金的重量轻，因此与其它合金相比具有更高的比强度和比刚度。但是镁合金的抗拉强度与其它合金相比不具绝对优势，而提高镁合金强度和韧性的最有效方法之一是通过使用细化剂使镁合金的晶粒得到细化，如用含Sr金属细化剂来细化镁合金的晶粒。Sr的作用是形成镁锶化合物，作为镁凝固成核的基础。镁锶化合物越细小而分散，镁合金凝固得到的晶粒就越细小。专利200510024186.5公开的镁合金细化剂是在铝液中加入K₂TiF₆和KBF₄的混合物，保温20～30分钟后将温度提升到1000～1200℃，除渣后加入纯Sr。该金属细化剂中元素的质量百分比为Al 90～95％，Ti 3～5％，B 1～5％，Sr0.5～1％。该方法制备的细化剂是以铝作为基体的细化剂，若对非铝镁合金进行细化，存在铝元素的污染问题。另外该细化剂中的Sr含量小，形成的镁锶化合物少。200710078628.3提出以MgO和SrO或它们的前驱体原料，通过电解还原，直接获取锶含量0.05～25％wt的Mg-Sr合金。用该方法生产的Mg-Sr合金中的锶含量不稳定，导致Mg-Sr合金中用于起形核作用的镁锶化合物数量也不稳定，另外形成的镁锶化合物尺寸大而不均匀，因此造成镁合金的细化效果较差。

三、发明内容

技术问题：本发明针对上述技术缺陷，提供一种具有稳定成分的具有镁锶化合物细小而均匀分布的细化剂及制备方法。该细化剂的制备方法，工艺简单，成份稳定，无环境污染，生产成本低。由该方法制得的细化剂使用效果好而稳定。

技术方案：本发明的技术解决方案为：一种镁合金用金属细化剂，该细化剂以镁为基体，含有锶、钕和镧元素，合金元素的质量百分比为：5％≤Sr≤30％，0.3％≤Nd≤0.6％，0.3％≤La≤0.6％，其余为镁，在该合金基体上分布着0.1-0.8μm的亚微米镁锶化合物相。一种制备镁合金用金属细化剂的方法，先将金属镁在SF6气氛中升温熔化，当镁液的温度达到680～750℃时，将金属锶、钕和镧按照质量百分比为5％≤Sr≤30％、0.3％≤Nd≤0.6％及0.3％≤La≤0.6％的配方压入金属镁液中形成细化剂合金熔液，使熔液温度回升到700～750℃后，再将熔融的合金熔液进行激冷处理形成固态的非晶体组织合金，然后将其在200～300℃保持10～30分钟，冷却后即得到镁合金用含亚微米镁锶化合物相的金属细化剂。

有益效果：

本发明提出的细化剂的制备方法，工艺简单，成份稳定，无环境污染，生产成本低。由该方法值得的细化剂使用效果好而稳定，在相同细化处理条件下，该细化剂的效果是一般细化剂的3～5倍，细化作用强。

四、附图说明

图1为含亚微米相的金属细化剂的组织。图中白色弥散分布的是亚微米尺寸的镁锶化合物。

五、具体实施方式

实施例1：

一种镁合金用金属细化剂，该细化剂以镁为基体，含有锶、钕和镧，合金元素的质量百分比为：Sr 5％，Nd 0.3％，La 0.3％，其余为镁94.4％，在该合金基体上分布着0.1μm的亚微米镁锶化合物相。

实施例2：

一种镁合金用金属细化剂，该细化剂以镁为基体，含有锶、钕和镧，合金元素的质量百分比为：Sr 30％，Nd 0.6％，La 0.6％，其余为镁68.8％，在该合金基体上分布着0.8μm的亚微米镁锶化合物相。

实施例3：

一种镁合金用金属细化剂，该细化剂以镁为基体，含有锶、钕和镧，合金元素的质量百分比为：Sr20％，Nd 0.5％，La 0.5％，其余为镁79％，在该合金基体上分布着0.5μm的亚微米镁锶化合物相。

实施例4：

一种镁合金用金属细化剂，先将金属镁在SF₆气氛中熔化，当镁液的温度达到680℃时，将干燥的金属锶、钕和镧按照实施例1所述配方压入金属镁液中，当熔液温度回升到700℃后，将熔融的镁合金液进行激冷处理形成固态的非晶组织合金，然后将其在200℃保持30分钟，冷却后即得到镁合金用金属细化剂。

实施例5：

一种制备镁合金用金属细化剂的方法，先将金属镁在SF₆气氛中升温熔化，当镁液的温度达到750℃时，将干燥的金属锶、钕和镧按照实施例2的配方压入金属镁液中，当熔液温度回升到750℃后，将熔融的镁合金液进行激冷处理形成固态的非晶组织合金，然后将其在300℃保持10分钟，冷却后即得到镁合金用金属细化剂。

实施例6：

一种制备镁合金用金属细化剂的方法，先将金属镁在SF₆气氛中升温熔化，当镁液的温度达到700℃时，将干燥的金属锶、钕和镧按照实施例3的配方压入金属镁液中，当熔液温度回升到700℃后，将熔融的镁合金液进行激冷处理形成固态的组织合金，然后将其在250℃保持20分钟，即得到镁合金用金属细化剂。

实施例7：

制备镁合金用金属细化剂的方法，先将金属镁在具有SF₆气氛的坩埚中升温熔化，当镁液的温度达到680～750℃时，将干燥的金属锶、钕和镧按照实施例1～3任一种的配方以块状或丝条形式通过压勺压入金属镁液中，当熔液温度回升到700～750℃后，将坩埚倾转使熔融的镁合金液浇注在高速转动的铜轮边缘，铜轮边缘的线速度为30～40m/s，液态金属在铜轮的激冷作用下形成固态的非晶组织合金，然后将其在200～300℃保持10～30分钟，冷却后即得到具有亚微米镁锶化合物相的镁合金用金属细化剂。

实施例8：

表1细化剂处理后金属镁的晶粒尺寸

细化剂的重量百分加入量	本案含Sr20％、Nd0.5％、La0.5％、其余为镁的金属细化剂	普通含Sr20％的镁合金
细化剂的重量百分加入量	本案含Sr20％、Nd0.5％、La0.5％、其余为镁的金属细化剂	普通含Sr20％的镁合金	0.0％	50-100μm	50-100μm
0.3％	15-30μm	30-80μm	0.0％	50-100μm	50-100μm
0.3％	15-30μm	30-80μm	0.6％	5-20μm	20-50μm

Claims

1.一种镁合金用金属细化剂，其特征在于该细化剂以镁为基体，含有锶、钕和镧元素，合金元素的质量百分比为：5％≤Sr≤30％，0.3％≤Nd≤0.6％，0.3％≤La≤0.6％，其余为镁，在该合金基体上分布着0.1-0.8μm的亚微米镁锶化合物相。

2.一种制备权利要求1所述镁合金用金属细化剂的方法，其特征在于：先将金属镁在SF₆气氛中升温熔化，当镁液的温度达到680～750℃时，将金属锶、钕和镧按照质量百分比5％≤Sr≤30％、0.3％≤Nd≤0.6％及0.3％≤La≤0.6％的配方压入金属镁液中形成细化剂合金熔液，当熔液温度回升到700～750℃后，将熔融的合金液进行激冷处理形成固态的非晶组织合金，然后将其在200～300℃保持10～30分钟，冷却后即得到镁合金用含亚微米镁锶化合物相金属细化剂。