CN106636825A - 一种高强稀土镁合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高强稀土镁合金材料及其制备方法,本发明属于合金技术领域,可解决现有技术中镁合金的力学性能差的问题,包括以下重量份数的组分:Gd 4.5~5.5%、Y 3.5~4.5%、Zr 0.1~0.25%,杂质元素Si、Fe、Cu、Ni均不大于0.015%,其余部分为Mg。其制备方法包括以下步骤:将高纯镁锭、Mg‑30Gd中间合金、Mg‑30Y中间合金、Mg‑30Zr中间合金预热后再加热熔化,在氩气保护条件下,搅拌、精炼和静置;在SF6+CO2混合气体保护下,进行半连续浇铸镁合金棒材;将棒材切割后,挤压成型。本发明制备方法简单,镁合金在室温下抗拉强度≥405MPa,屈服强度≥275MPa。
Description
技术领域
本发明属于合金技术领域,具体涉及一种高强稀土镁合金材料及其制备方法。
背景技术
镁合金以其密度小、比强度高、比刚度高且易于循环利用的优异性能而广泛应用于汽车、电子、航空航天等领域。但是,由于镁合金的力学性能较差,很难作为高温环境下的结构部件。
因此,为了提高镁合金的结构特性和功能,常在镁合金中加入其它组元,扩大镁合金的使用范围。稀土元素由于其独特的物理和化学性质,添加到镁合金中可以净化除杂、细化组织,成为镁合金重要的合金化学元素,大幅度的提高镁合金室温的力学性能。
发明内容
本发明为了解决现有技术中镁合金的力学性能差的问题,提供一种高强稀土镁合金材料及其制备方法。
一种高强稀土镁合金材料,包括以下重量份数的组分:Gd 4.5~5.5%、Y 3.5~4.5%、Zr 0.1~0.25%,杂质元素Si、Fe、Cu、Ni均不大于0.015%,其余部分为Mg。
一种高强稀土镁合金材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将高纯镁锭、Mg-30Gd中间合金、Mg-30Y中间合金、Mg-30Zr中间合金分别预热;
(2)升温至710~740℃将镁锭在坩埚中加热熔化,然后在780~820℃加入Mg-30Gd中间合金;
(3)升温至760-800℃,加入全部Mg-30Y和Mg-30Zr中间合金,且搅拌均匀,搅拌时间2~5min;
(4)在氩气保护下,除渣后进行静置15~30min,搅拌20~35min;
(5)在700~740℃且SF6+CO2混合气体保护下,进行半连续浇铸镁合金圆棒材;
(6)将镁合金半连铸圆棒材切割后,在400~450℃挤压成型材,挤压速度4~7mm/s。
优选,第六步所述镁合金圆棒材在切割之前先在480~520℃条件下,均匀化处理4~8h,然后才进行切割、挤压成型。
优选,第六步所述镁合金挤压型材需在150~220℃条件下进行56-72h的时效处理。
优选,第一步的预热温度为180-220℃。
优选,所述高纯镁锭中镁的含量不低于99%。
本发明的有益效果如下:
1. 相比传统镁合金只是单一性能较高,整体性能偏低的缺点,本发明的稀土镁合金在室温具有400MPa或更高的抗拉强度,屈服强度高于270 MPa。
2. 根据不同的工艺要求,对挤压过后的镁合金型材进行时效处理,获得的强度和组织晶粒相对铸态有了明显的提高。
3. 本发明的制备方法简单、易操作。
附图说明
图1为本发明高强稀土镁合金组织结构金相显微镜图。
具体实施方式
实施例1,一种高强稀土镁合金,包括以下重量份数的组分:Gd 4.5%,Y 3.5%,Zr0.1%,杂质元素Si、Fe、Cu、Ni均不大于0.015%,其余部分为Mg。
一种高强稀土镁合金的制备方法,包括如下步骤:
(1)将高纯镁锭、Mg-30Gd中间合金、Mg-30Y中间合金、Mg-30Zr中间合金分别在180℃预热;
(2)升温至710℃将镁锭在坩埚中加热熔化,然后在780℃加入Mg-30Gd中间合金;
(3)升温至760℃,加入全部Mg-30Y和Mg-30Zr中间合金,且搅拌均匀,搅拌时间2min;
(4)在氩气保护下,除渣后进行静置15min,搅拌20min;
(5) 在700℃且SF6+CO2混合气体保护下,进行半连续浇铸镁合金圆棒材;
(6)镁合金圆棒材在切割之前先在480℃条件下,均匀化处理4h,然后才进行切割,在400℃挤压成型材,挤压速度4mm/s;
(7)镁合金挤压型材需在150℃条件下进行56h的时效处理。
本实施例所得的一种高强稀土镁合金,其力学性能结果为:室温:抗拉强度405MPa;屈服强度275MPa。
实施例2,一种高强稀土镁合金,包括以下重量份数的组分:Gd 5.0%,Y 4%,Zr0.15%,杂质元素Si、Fe、Cu、Ni均不大于0.015%,其余部分为Mg。
一种高强稀土镁合金的制备方法,包括如下步骤:
(1)将高纯镁锭、Mg-30Gd中间合金、Mg-30Y中间合金、Mg-30Zr中间合金分别在190℃预热;
(2)升温至720℃将镁锭在坩埚中加热熔化,然后在790℃加入Mg-30Gd中间合金;
(3)升温至770℃,加入全部Mg-30Y和Mg-30Zr中间合金,且搅拌均匀,搅拌时间3min;
(4)在氩气保护下,除渣后进行静置20min,搅拌25min;
(5)在710℃且SF6+CO2混合气体保护下,进行半连续浇铸镁合金圆棒材;
(6)镁合金圆棒材在切割之前先在490℃条件下,均匀化处理5h,然后才进行切割,在410℃挤压成型材,挤压速度5mm/s;
(7)镁合金挤压型材需在170℃条件下进行60h的时效处理。
本实施例所得的一种高强稀土镁合金,其力学性能结果为:室温:抗拉强度413MPa;屈服强度284Mpa。
实施例3,一种高强稀土镁合金,包括以下重量份数的组分:Gd 5.2%,Y 4.5%,Zr0.2%,杂质元素Si、Fe、Cu、Ni均不大于0.015%,其余部分为Mg。
一种高强稀土镁合金的制备方法,包括如下步骤:
(1)将高纯镁锭、Mg-30Gd中间合金、Mg-30Y中间合金、Mg-30Zr中间合金分别在200℃预热;
(2)升温至730℃将镁锭在坩埚中加热熔化,然后在800℃加入Mg-30Gd中间合金;
(3)升温至780℃,加入全部Mg-30Y和Mg-30Zr中间合金,且搅拌均匀,搅拌时间4min;
(4)在氩气保护下,除渣后进行静置25min,搅拌30min;
(5)在720℃且SF6+CO2混合气体保护下,进行半连续浇铸镁合金圆棒材;
(6)镁合金圆棒材在切割之前先在500℃条件下,均匀化处理6h,然后才进行切割,在430℃挤压成型材,挤压速度6mm/s;
(7)镁合金挤压型材需在200℃条件下进行65h的时效处理。
本实施例所得的一种高强稀土镁合金,其力学性能结果为:室温:抗拉强度422MPa;屈服强度303Mpa。
实施例4,一种高强稀土镁合金,包括以下重量份数的组分:Gd 5.5%,Y 4.2%,Zr0.25%,杂质元素Si、Fe、Cu、Ni均不大于0.015%,其余部分为Mg。
一种高强稀土镁合金的制备方法,包括如下步骤:
(1)将高纯镁锭、Mg-30Gd中间合金、Mg-30Y中间合金、Mg-30Zr中间合金分别在220℃预热;
(2)升温至740℃将镁锭在坩埚中加热熔化,然后在820℃加入Mg-30Gd中间合金;
(3)升温至800℃,加入全部Mg-30Y和Mg-30Zr中间合金,且搅拌均匀,搅拌时间5min;
(4)在氩气保护下,除渣后进行静置30min,搅拌35min;
(5) 在740℃且SF6+CO2混合气体保护下,进行半连续浇铸镁合金圆棒材;
(6)镁合金圆棒材在切割之前先在520℃条件下,均匀化处理8h,然后才进行切割,在450℃挤压成型材,挤压速度7mm/s;
(7)镁合金挤压型材需在220℃条件下进行72h的时效处理。
本实施例所得的一种高强稀土镁合金,其力学性能结果为:室温:抗拉强度435MPa;屈服强度311Mpa。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是本发明不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,上述具体实施方式中所描述的各个具体的技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (6)
1.一种高强稀土镁合金材料,其特征在于:包括以下重量份数的组分:Gd 4.5~5.5%、Y3.5~4.5%、Zr 0.1~0.25%,杂质元素Si、Fe、Cu、Ni均不大于0.015%,其余部分为Mg。
2.一种高强稀土镁合金材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)将高纯镁锭、Mg-30Gd中间合金、Mg-30Y中间合金、Mg-30Zr中间合金分别预热;
(2)升温至710~740℃将镁锭在坩埚中加热熔化,然后在780~820℃加入Mg-30Gd中间合金;
(3)升温至760-800℃,加入全部Mg-30Y和Mg-30Zr中间合金,且搅拌均匀,搅拌时间2~5min;
(4)在氩气保护下,除渣后进行静置15~30min,搅拌20~35min;
(5)在700~740℃且SF6+CO2混合气体保护下,进行半连续浇铸镁合金圆棒材;
(6)将镁合金半连铸圆棒材切割后,在400~450℃挤压成型材,挤压速度4~7mm/s。
3.根据权利要求2所述的一种高强稀土镁合金的制备方法,其特征在于:第六步所述镁合金圆棒材在切割之前先在480~520℃条件下,均匀化处理4~8h,然后才进行切割、挤压成型。
4.根据权利要求2所述的一种高强稀土镁合金的制备方法,其特征在于:第六步所述镁合金挤压型材需在150~220℃条件下进行56-72h的时效处理。
5.根据权利要求2所述的一种高强稀土镁合金的制备方法,其特征在于:第一步的预热温度为180-220℃。
6.根据权利要求2所述的一种高强稀土镁合金的制备方法,其特征在于:所述高纯镁锭中镁的含量不低于99%。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108220729A (zh) * | 2018-02-13 | 2018-06-29 | 湖南融拓新材料研究有限公司 | 一种高强耐热铸造镁合金及其制备方法 |
CN111364066A (zh) * | 2018-12-25 | 2020-07-03 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种稀土镁合金的短流程制备方法 |
CN113528915A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-10-22 | 青岛理工大学 | 一种抗冲击的高强耐热镁稀土合金材料 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1804083A (zh) * | 2006-01-23 | 2006-07-19 | 中南大学 | 高强耐热稀土镁合金 |
CN101078079A (zh) * | 2007-06-22 | 2007-11-28 | 西安工业大学 | 高强耐热变形镁合金 |
EP2213314A1 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-04 | Biotronik VI Patent AG | Implant with a base body of a biocorrodible magnesium alloy |
CN102337441A (zh) * | 2011-10-27 | 2012-02-01 | 哈尔滨工业大学 | 一种超高强稀土镁合金板材及其制备方法 |
CN105525176A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-27 | 黄晓艺 | 一种Mg-Gd-Y-Zr合金的制备及其处理工艺 |
-
2016
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1804083A (zh) * | 2006-01-23 | 2006-07-19 | 中南大学 | 高强耐热稀土镁合金 |
CN101078079A (zh) * | 2007-06-22 | 2007-11-28 | 西安工业大学 | 高强耐热变形镁合金 |
EP2213314A1 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-04 | Biotronik VI Patent AG | Implant with a base body of a biocorrodible magnesium alloy |
CN102337441A (zh) * | 2011-10-27 | 2012-02-01 | 哈尔滨工业大学 | 一种超高强稀土镁合金板材及其制备方法 |
CN105525176A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-27 | 黄晓艺 | 一种Mg-Gd-Y-Zr合金的制备及其处理工艺 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108220729A (zh) * | 2018-02-13 | 2018-06-29 | 湖南融拓新材料研究有限公司 | 一种高强耐热铸造镁合金及其制备方法 |
CN111364066A (zh) * | 2018-12-25 | 2020-07-03 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种稀土镁合金的短流程制备方法 |
CN111364066B (zh) * | 2018-12-25 | 2021-06-15 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种稀土镁合金的短流程制备方法 |
CN113528915A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-10-22 | 青岛理工大学 | 一种抗冲击的高强耐热镁稀土合金材料 |
CN113528915B (zh) * | 2021-07-09 | 2022-02-11 | 青岛理工大学 | 一种抗冲击的高强耐热镁稀土合金材料 |
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