CN103498087A - 一种高强度稀土镁合金 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高强度稀土镁合金及其制备方法,属于镁合金新材料领域。所述合金包括以下质量百分比的组份:0.3-0.45%的锌、1.9-2.8%的钇、0.8-1.5%的钕、0.02-0.04%的锆,余量为镁。按照本发明提供的配方及制备方法,制备出的稀土镁合金的高温力学性能、耐腐蚀性、硬度、耐磨性得到很大提高。
Description
技术领域
本发明属于镁合金新材料领域,具体涉及一种高强度稀土镁合金。
背景技术
镁合金是目前工业上应用的最轻的金属结构材料,具有密度小、比强度高、比刚度高、尺寸稳定的特点,并且还有良好的机械加工性能和充型流动性;除以上力学性能外,镁合金还具有优异的电磁屏蔽性能和可回收利用性能,这完全符合当前信息化和节能环保的时代要求。因此,镁合金被广泛应用于航空航天、汽车工业、计算机产品、通信器材和生物医学等各个领域。被称为21世纪的绿色工程材料。
但是镁合金的缺点也非常明显,通常在120℃以上,其高温强度和蠕变强度都会大幅下降,严重地限制了镁合金的应用范围。此外镁合金在空气中、水中容易氧化,耐腐蚀性能差,大大制约了其广泛应用。稀土元素在镁合金中具有净化熔体、变质组织、细化晶粒、提高晶粒界面能等众多优异效果,能够显著提高镁合金的高温力学性能,同时,像钕、钇等稀土元素还能大大提高镁合金的耐蚀性性能,因此对于稀土镁合金的研究获得日益广泛的关注和重视。
我国专利申请号CN201110307416.4,公开了一种稀土镁合金及其制备方法的技术方案,该方案使用按重量百分比包括,成分为:0.5-2%的锌,3-6%的铝,1-2%的铜,0.2-0.4%的锰,1-2%的钇,余量为镁及杂质,完成冶炼过程后,镁合金的高温力学性能和耐腐蚀性得到了提高。然而在该技术方案中,钇元素的添加量太少,稀土元素的种类较少,其工艺过程仅仅涉及铸造,缺乏后续的热处理,合金的强度、耐蚀性并未充分的提高。
发明内容
本发明旨在改进镁合金元素配比及工艺处理方法,改善镁合金组织结构,继续提高镁合金的强度和耐蚀性能,提供一种高强度稀土镁合金及其制备方法。
本发明目的是通过以下技术方案实现的:
一种高强度稀土镁合金,其特征在于:所述该镁合金包括如下重量百分比的组份:0.3-0.45%的锌、1.9-2.8%的钇、0.8-1.5%的钕、0.02-0.04%的锆,余量为镁。
进一步地,所述的高强度稀土镁合金的制备方法,其特征在于包括以下内容:
(1)进行镁钇合金、镁钕合金、镁锆合金的配制;
(2)将配好的镁钇合金、镁钕合金、镁锆合金、纯锌、纯镁按照配方加入坩埚,在保护气的环境下加热至650℃,保持搅拌40分钟后,升高温度至700℃并保持30-40分钟,然后静置冷却至室温;
(3)将冷却的合金在保护气的环境中进行热处理,所述热处理的温度为500℃,处理时间为24小时,热处理后进行油淬处理;
(4)将油淬后的合金再次在保护气的环境中进行热处理,所述热处理的温度为250℃,处理时间为10小时,热处理后进行油淬处理,油淬后即得所述的稀土镁合金。
进一步地,所述保护气为氦气、氩气、氖气、氮气中的一种或多种的组合。
本发明同现有技术相比的有益效果是:
通过增加稀土元素钇、加入稀土元素钕,提高镁合金的高温力学性能及耐腐蚀性;加入锆元素,增强镁合金的硬度、耐磨性。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的具体技术方案,应当理解的是,以下的实施例仅能用来解释本发明而不能解释为是对本发明的限制。
备料,依照下列化学成分备料,按重量百分比,0.4%的锌、2.3%的钇、1.2%的钕、0.02-0.04%的锆,余量为镁。钇、钕、锆分别以镁钇合金、镁钕合金、镁锆合金的方式加入,锌以工业纯锌或者镁锌合金的方式加入,锌金属原料的纯度不低于99.5%。
熔炼,将配好的镁钇合金、镁钕合金、镁锆合金、工业纯锌(或镁锌合金)、纯镁加入坩埚,并采用保护气进行保护并加热熔化,保持650℃高温,并不断搅拌保持熔体均匀。40分钟后,将熔体温度保持在700℃左右进行精炼30-40分钟,随后静置20分钟冷却。
固溶,将冷却的合金放入有保护气的热处理炉具中,温度设置为500℃。24小时后,取出合金,并油淬。
热处理,将第三步油淬后的合金再次放入有保护气的炉具中进行热处理,温度保持在250℃,10小时后,油淬,即得所述的高强度稀土镁合金。
在本处的精炼处理为现有技术方案,在此不再进行详细说明。
经测试,本发明的高强度稀土镁合金在200℃条件下,抗拉强度可达到190MPa 以上,屈服强度达到160MPa 以上。
Claims (3)
1. 一种高强度稀土镁合金,其特征在于:所述该镁合金包括如下重量百分比的组份:0.3-0.45%的锌、1.9-2.8%的钇、0.8-1.5%的钕、0.02-0.04%的锆,余量为镁。
2. 根据权利要求1所述的一种高强度稀土镁合金的制备方法,其特征在于包括以下内容:
(1)进行镁钇合金、镁钕合金、镁锆合金的配制;
(2)将配好的镁钇合金、镁钕合金、镁锆合金、纯锌、纯镁按照配方加入坩埚,在保护气的环境下加热至650℃,保持搅拌40分钟后,升高温度至700℃并保持30-40分钟,然后静置冷却至室温;
(3)将冷却的合金在保护气的环境中进行热处理,所述热处理的温度为500℃,处理时间为24小时,热处理后进行油淬处理;
(4)将油淬后的合金再次在保护气的环境中进行热处理,所述热处理的温度为250℃,处理时间为10小时,热处理后进行油淬处理,油淬后即得所述的稀土镁合金。
3. 根据权利要求2所述的一种高强度稀土镁合金的制备方法,其特征在于:所述保护气为氦气、氩气、氖气、氮气中的一种或多种的组合。
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CN201310418421.1A CN103498087A (zh) | 2013-09-14 | 2013-09-14 | 一种高强度稀土镁合金 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104372223A (zh) * | 2014-11-10 | 2015-02-25 | 安徽瑞研新材料技术研究院有限公司 | 一种新型高强度稀土镁合金及其加工工艺 |
CN115449680A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-12-09 | 深圳市飞航精工科技有限公司 | 一种耐腐蚀镁合金材料及其制备方法 |
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2013
- 2013-09-14 CN CN201310418421.1A patent/CN103498087A/zh active Pending
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Legal Events
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140108 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |