CN104233025A

CN104233025A - 一种Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法

Info

Publication number: CN104233025A
Application number: CN201410248361.8A
Authority: CN
Inventors: 胡勇
Original assignee: East China Jiaotong University
Current assignee: East China Jiaotong University
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2014-12-24

Abstract

本发明涉及一种Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法。该Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法包括以下步骤：(1)、将Mg-9Al-1Zn镁合金熔化，当温度达到800℃时，加入质量分数为0％～1.0％的稀土Ce，保温时间在10min～20min之间；(2)、将熔体浇注成铸态棒料以获得Mg-9Al-1Zn-xCe合金；(3)、将Mg-9Al-1Zn-xCe合金进行等温处理，等温温度为570℃～590℃，等温时间为30min～60min，促使坯料组织演变为球状组织，从而得到Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料。本发明提供一种工艺简单，安全可靠，球状晶粒组织细小，圆整度较好，完全满足其后续触变成形的要求的Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法。

Description

一种Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法。

背景技术

镁及镁合金具有比强度、比刚度高，减振性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，在汽车、电子、电器、交通、航空航天和国防军事工业领域具有极其重要的应用价值和广阔的前景，是继钢铁和铝合金之后发展起来的第三类金属结构材料，并称之为21世纪的绿色工程材料。由于半固态金属中含有液相，与传统塑性成形相比，需更小的力便可成形。

目前，半固态坯料的制备方法有：机械搅拌法、电磁搅拌法、应力诱变熔体激活法、高能超声法和等温处理法等。等温处理法简化了非枝晶坯料的制备步骤，工艺简单，设备费用投入少。因此，越来越受到人们的关注。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种工艺简单，安全可靠，球状晶粒组织细小，圆整度较好，完全满足其后续触变成形的要求的Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法，包括以下步骤：

(1)、将Mg-9Al-1Zn镁合金熔化，当温度达到800℃时，加入质量分数为0％～1.0％的稀土Ce，保温时间在10min～20min之间；

(2)、将熔体浇注成铸态棒料以获得Mg-9Al-1Zn-xCe合金；

(3)、将Mg-9Al-1Zn-xCe合金进行等温处理，等温温度为570℃～590℃，等温时间为30min～60min，促使坯料组织演变为球状组织，从而得到Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料。

所述步骤(1)中加入质量分数为0.7％的稀土Ce，保温时间为15min。

所述步骤(3)中等温温度为580℃，等温时间为45min。

所述步骤(3)中通过覆盖石墨及覆盖剂防止镁合金氧化燃烧。

本发明所带来的有益效果是：

本发明中，一种Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法工艺简单，安全可靠，球状晶粒组织细小，圆整度较好，完全满足其后续触变成形的要求。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1为当等温处理温度为580℃，保温时间为45min时，稀土Ce质量分数分别为(a)0、(b)0.5％、(c)0.7％、(d)1.0％时对合金半固态组织的影响的晶相图。

图2为等温时间为45min时，不同等温处理温度分别为(a)570℃、(b)580℃、(c)590℃时对Mg-9Al-1Zn-0.7Ce合金半固态组织的影响晶相图。

图3为等温处理温度为580℃时，不同等温处理时间分别为(a)30min、(b)45min、(c)60min对Mg-9Al-1Zn-0.7Ce合金半固态组织的影响的晶相图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明的内容进行进一步描述，但这些实施例并不限制本发明的保护范围：

实施例一：

作为本发明所述Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法的实施例，包括以下步骤：

(1)、将Mg-9Al-1Zn镁合金熔化，当温度达到800℃时，加入质量分数为0.7％的稀土Ce，保温时间为15min；

(2)、将熔体浇注成铸态棒料以获得Mg-9Al-1Zn-xCe合金；

(3)、将Mg-9Al-1Zn-xCe合金进行等温处理，等温温度为580℃，等温时间为45min，促使坯料组织演变为球状组织，从而得到Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料。

本实施例中，所述步骤(3)中通过覆盖石墨及覆盖剂防止镁合金氧化燃烧。

实施例二：

作为本发明所述Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法的实施例，与实施例一的区别在于，本实施例中，(1)、将Mg-9Al-1Zn镁合金熔化，当温度达到800℃时，加入质量分数为1.0％的稀土Ce，保温时间为20min；(2)、将熔体浇注成铸态棒料以获得Mg-9Al-1Zn-xCe合金；(3)、将Mg-9Al-1Zn-xCe合金进行等温处理，等温温度为590℃，等温时间为60min，促使坯料组织演变为球状组织，从而得到Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料。

本实施例中，其余结构及有益效果均与实施例一一致，这里不再一一赘述。

实施例三：

作为本发明所述Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法的实施例，与实施例一的区别在于，本实施例中，(1)、将Mg-9Al-1Zn镁合金熔化，当温度达到800℃时，加入质量分数为0％的稀土Ce，保温时间为10min；(2)、将熔体浇注成铸态棒料以获得Mg-9Al-1Zn-xCe合金；(3)、将Mg-9Al-1Zn-xCe合金进行等温处理，等温温度为570℃，等温时间为30min，促使坯料组织演变为球状组织，从而得到Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料。

实施例四：

作为本发明所述Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法的实施例，与实施例一的区别在于，本实施例中，(1)、将Mg-9Al-1Zn镁合金熔化，当温度达到800℃时，加入质量分数为0.5％的稀土Ce，保温时间为15min；(2)、将熔体浇注成铸态棒料以获得Mg-9Al-1Zn-xCe合金；(3)、将Mg-9Al-1Zn-xCe合金进行等温处理，等温温度为580℃，等温时间为45min，促使坯料组织演变为球状组织，从而得到Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料。

图1为当等温处理温度为580℃，保温时间为45min时，稀土Ce含量对合金半固态组织的影响。由图可见，合金的半固态组织由初生α-Mg、液相及包裹在初生α-Mg中的液相组成。不含稀土Ce的合金的半固态组织虽然出现了球化，但球化效果较差，存在较大的条状及块状组织。当稀土Ce含量为0.5％和0.7％时，半固态组织球化效果非常明显，且大小均匀。进一步提高稀土Ce的加入量，当达到1.0％时，晶粒开始粗化且圆整度下降。

图2为等温时间为45min时，不同等温处理温度对Mg-9Al-1Zn-0.7Ce合金半固态组织的影响。在570℃保温45min时，出现了被液相薄膜隔开的近球状组织，但是液相量较少，不适合后续半固态触变成形。当保温温度为580℃时，组织球化程度提高，组织内部包含的液岛量增多，液相含量，适合后续半固态触变成形。当保温温度为590℃时，由于温度过高，球状组织明显熔化，圆整度急剧下降。

图3为等温处理温度为580℃时，不同等温处理时间对Mg-9Al-1Zn-0.7Ce合金半固态组织的影响。在580℃保温30min时，出现了被液相薄膜隔开的近球状组织，组织内部包含有大量液岛，但是液相量较少。当保温时间达到45min时，组织球化程度提高，组织内部包含的液岛量增多，液相含量增加。当保温时间为60min时，组织进一步球化，液相含量进一步增加，同时发现球化颗粒出现了开始长大的趋势。

Claims

1.一种Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(2)、将熔体浇注成铸态棒料以获得Mg-9Al-1Zn-xCe合金；

2.如权利要求1所述的Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中加入质量分数为0.7％的稀土Ce，保温时间为15min。

3.如权利要求1所述的Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中等温温度为580℃，等温时间为45min。

4.如权利要求1所述的Mg-9Al-1Zn-xCe合金半固态坯料的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中通过覆盖石墨及覆盖剂防止镁合金氧化燃烧。