CN113308632A - 一种高温抗蠕变压铸镁合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高温抗蠕变压铸镁合金及其制备方法，属于镁合金技术领域。解决了现有技术中镁合金的抗蠕变性能不能完全满足在200℃以上的环境下的使用要求的问题。本发明的镁合金，包括：1～6wt％的Zn，0.5～4wt％的La，0.5～6wt％的Sm，0～0.5wt％的Zr，0～0.5wt％的Mn，余量为镁及不可避免的杂质元素。该镁合金中含有Zn，La和Sm，熔化后三者形成三维空间分布的连续网状第二相结构，第二相同时有多种结构，从而在高温条件下可以有效地阻碍位错滑移和孪晶形成，提高合金的高温抗蠕变性能，经验证，在250℃，蠕变应力为80MPa，持久蠕变寿命大于300h，最小蠕变速率小于6×10‑9/s。
Description
技术领域
本发明涉及镁合金技术领域，具体涉及一种高温抗蠕变压铸镁合金及其制备方法。
背景技术
镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金，具有密度低、高比强度、高比刚度、阻尼减振性能好、电磁屏蔽性能好以及优异的铸造、机械加工性能等特性。因此，在汽车、3C、航空航天及国防军工等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。
现有技术中，应用最多的镁合金是压铸镁合金，合金体系主要集中在AZ(Mg-Al-Zn)系镁合金和AM(Mg-Al-Mn)系镁合金；但这两个体系的合金的高温抗蠕变压铸镁合金的性能很差，使用温度被严格限制在120℃以下。而关键动力传动零部件都对材料的耐热性能有较高的要求，所以为了推动镁合金在动力传动件方面的应用，大量研究者开始关注耐热及抗蠕变压铸镁合金，成功开发出了AE(Mg-AL-RE)系、AS(Mg-Al-Si)系、Mg-Al-Ca系和Mg-Al-Sr系镁合金，这些合金具有较好的耐热性能，使用温度可以到175℃，其中AE44合金的使用温度可以接近200℃。但是，现有开发的耐热及抗蠕变压铸镁合金很少被应用，究其主要原因仍然是高温抗蠕变性能满足不了实际使用要求，如使用温度大于250摄氏度，应力大于70MPa的使用需求。因此，开发高温抗蠕变压铸镁合金成为耐热镁合金发展的必然趋势。
现有技术通过向Mg-Al系合金中加入稀土元素、碱土元素等，开发出了具有较好高温抗蠕变性能的压铸镁合金，但是当温度高于200℃时，这些合金的抗蠕变性能会急剧下降，即使在200℃下，其蠕变强度普遍低于70MPa。通过对AE系合金进行进一步合金化，虽然大幅度提高合金的高温强度，但却会显著降低合金的抗蠕变性能。因此，现有技术中还没有一种镁合金的抗蠕变性能可以完全满足在200℃及以上的环境下的使用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高温抗蠕变压铸镁合金，本发明提供的高温抗蠕变压铸镁合金可以在250℃下使用，在200℃下的蠕变强度大于120MPa，在250℃下的蠕变强度大于80MPa。
本发明实现上述目的采取的技术方案如下。
本发明提供一种高温抗蠕变压铸镁合金，包括：
1～6wt％的锌(Zn)，0.5～4wt％的镧(La)，0.5～6wt％的钐(Sm)，0～0.5wt％的锆(Zr)，0～0.5wt％的锰(Mn)，余量为镁及不可避免的杂质元素。
优选的是，所述Zn的质量含量为3％～5％。
优选的是，所述La的质量含量为1.5％～3％。
优选的是，所述Sm的质量含量为2.5～4.5wt％
本发明还提供上述一种高温抗蠕变压铸镁合金的制备方法，包括以下步骤：
1)按组成取镁源、锌源、镧源、钐源、锆源和锰源，熔炼，得到合金液；
2)将步骤1)得到的合金液进行高压铸造，得到高温抗蠕变压铸镁合金。
优选的是，所述步骤1)中，熔炼的温度为700℃～760℃。
优选的是，所述步骤1)中，在保护性气体的条件下进行熔炼，保护性气体为体积比为1:(50～120)的SF6和CO2。
优选的是，所述步骤1)中，镁源、锌源、镧源、钐源、锆源和锰源进行熔炼之前，需预热，预热的温度为180℃～400℃。
优选的是，所述步骤1)为：
1a)按组成取镁源、锌源、镧源、钐源、锆源和锰源；
1b)将镁源、镧源和钐源进行熔炼，得到第一混合金属液；
1c)将锆源、锰源和步骤1b)得到的第一混合金属液混合，得到第二混合金属液；
1d)将第二混合金属液和锌源混合，得到合金液。
更优选的是，所述步骤1c)中，锆源、锰源和第一混合金属液的混合时间为5min～10min，混合温度为720℃～750℃，所述步骤1d)中，第二混合金属液和锌源的混合时间为8min～20min。
优选的是，所述步骤2)中，将合金液进行高压铸造前，将合金液静置，静置的时间为20min～45min，静置时合金液的温度为700～720℃。
优选的是，所述步骤2)中的高圧铸造为冷室压铸机铸造，压铸熔体温度为700～730℃；压铸模具的预热温度180～300℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的高温抗蠕变压铸镁合金中含有Zn、La和SM，熔化后三者形成多种晶体结构组成的三维空间连续分布的第二相网格，在高温条件下这些第二相空间网络结构可以有效地阻碍位错滑移和孪晶形成，从而提高合金变形的抗力；另外在合金的镁基体中的Zn和Sm在蠕变过程中会形成基面析出相，有效阻碍基面位错滑移；因此本发明提供的合金具有极其优异的高温抗蠕变性能；经试验验证：本发明的高温抗蠕变压铸镁合金在200℃，蠕变应力为120MPa，持久蠕变寿命大于500h，最小蠕变速率小于1×10-9/s；在250℃，蠕变应力为80MPa，持久蠕变寿命大于300h，最小蠕变速率小于6×10-9/s；抗蠕变性能优于商用AE44以及Mg-Al-Ca、Mg-Al-Sr、Mg-Al-Si系合金。
本发明提供的高温抗蠕变压铸镁合金的制备方法安全可靠、工艺简单、成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金的金相组织照片；
图2为本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金的背电子散射扫描电镜照片。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合具体实施方式对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。
本发明的高温抗蠕变压铸镁合金，包括：1～6wt％的Zn，0.5～4wt％的La，0.5～6wt％的Sm，0～0.5wt％的Zr，0～0.5wt％的Mn，余量为Mg及不可避免的杂质元素(如杂质元素能做到可避免，则不含有杂质元素)。
本发明提供的高温抗蠕变压铸镁合金包括1～6wt％的Zn。在本发明中，Zn在高温抗蠕变压铸镁合金中的质量含量优选为3％～5％，最优选为4％。本发明提供的高温抗蠕变压铸镁合金中Zn的含量使高温抗蠕变压铸镁合金熔体具有非常好的流动性能，进而使本发明提供的高温抗蠕变压铸镁合金可使用压铸的方法制备结构复杂的铸件。
本发明提供的高温抗蠕变压铸镁合金包括0.5～4wt％的La。在本发明中，La在高温抗蠕变压铸镁合金中的质量含量优选为1.5％～3％，最优选为2.5％。在本发明中，La可以和上述技术方案的Zn共同作用，进一步提高合金液的流动性，同时还可以抑制合金在压铸过程中的热裂行为，使本发明提供的高温抗蠕变具有更好的铸造品质。
本发明提供的高温抗蠕变压铸镁合金包括0.5～6wt％的Sm。在本发明中，Sm在高温抗蠕变压铸镁合金中的质量含量优选为2.5～4.5％，最优选为4％。在本发明中，Sm能够和上述技术方案的Zn以及基体Mg结合形成三元相，其中也包括三元长程周期相和准晶相，这些三元相交替分布，形成空间分布的连续网格结构。
本发明提供的高温抗蠕变压铸镁合金还可以包含其他合金元素，如0～0.5wt％的Zr，0～0.5wt％的Mn，在本发明中，其他合金元素不会显著影响合金的高温抗蠕变性能，但Zr的添加在一定程度上会细化合金的晶粒，而Mn的添加则会降低合金中的Fe等杂质元素的含量。从而使本发明提供的高温抗蠕变压铸镁合金具有更优异的耐蚀性能等。
本发明提供的高温抗蠕变压铸镁合金，不可避免的杂质元素为Si、Fe、Ni、Cu、Be等中的一种或多种，杂质元素的总量小于0.1wt％。
本发明的高温抗蠕变压铸镁合金的制备方法，包括以下步骤：
1)按组成取镁源、锌源、镧源、钐源、锆源和锰源，熔炼，得到合金液；
2)将步骤1)得到的合金液进行高压铸造，得到高温抗蠕变压铸镁合金。
本发明对熔炼的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的金属熔炼的技术方案即可。
本发明的熔炼的温度优选为700℃～760℃，更优选为720～740℃，最优选为730℃。
本发明优选在保护性气体的条件下进行熔炼；本发明对所保护性气体的种类和来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备镁合金时使用的保护性气体即可，可由市场购买获得。在本发明中，保护性气体优选为SF6和CO2；SF6和CO2的体积比优选为1:(50～120)，最优选为1:80。
本发明优选在搅拌的条件下进行熔炼，搅拌速度没有特殊限制。
当本发明的高温抗蠕变压铸镁合金不包含其他合金元素时，本发明优选先将镁源、镧源和钐源进行熔炼，得到第一混合金属液；然后将第一混合金属液和锌源混合，得到合金液。第一混合金属液和锌源的混合时间优选为8min～20min，更优选为10min～15min。
当本发明的高温抗蠕变压铸镁合金包含其他合金元素时，本发明优选先将镁源、镧源和钐源进行熔炼，得到第一混合金属液；然后将第一混合金属液和其他合金元素(锆源、锰源中的一种或两种)混合，得到第二混合金属液；最后将第二混合金属液和锌源混合，得到合金液。在本发明中，第一混合金属液和其他合金元素源的混合温度优选为720℃～750℃，更优选为725℃～740℃，最优选为730℃。在本发明中，第一混合金属液和其他合金元素的混合时间优选为5min～10min，更优选为6min～8min。第二混合金属液和锌源的混合时间优选为8min～20min，更优选为10min～15min。
本发明中，在将镁源、锌源、镧源、钐源、锆源和锰源进行熔炼之前，优选将镁源、锌源、镧源、钐源、锆源和锰源预热。在本发明中，镁源、锌源、镧源、钐源、锆源和锰源预热的温度优选为180℃～400℃，更优选为240℃～360℃，最优选为300℃。
在本发明中，锌源优选为纯锌。在本发明中，镁源优选为纯镁。本发明对锌源和镁源的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。在本发明中，镧源优选为镁-镧中间合金。在本发明中，镁镧中间合金中镧的质量分数优选为15％～40％，更优选为20-30％。在本发明中，钐源优选为镁-钐中间合金。在本发明中，镁钐中间合金中钐的质量分数优选为15％～40％，更优选为20-30％。本发明对镧源和钐源的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的源即可，可由市场购买获得。在本发明中，其他合金元素源优选为镁-其他合金元素中间合金，如镁锆中间合金、镁锰中间合金。在本发明中，镁-其他合金元素中间合金中其他合金元素的质量分数没有特殊限制，满足合金制备条件即可。本发明对其他合金元素源的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的源即可，可由市场购买获得。
本发明中，得到合金液后，可以向合金液中通入氩气进行精炼。在本发明中，优选不精炼。本发明优选将合金液静置。在本发明中，静置的时间优选为20min～45min，静置时熔体温度优选为700～720℃。
本发明的合金液优选采用冷室压铸机进行高圧铸造，得到高温抗蠕变压铸镁合金。在本发明中，压铸熔体温度优选为700℃～730℃，更优选为705℃～720℃，最优选为710℃～720℃。在本发明中，压铸压射速率没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的镁合金压铸的技术方案即可，保障压铸样品的质量。本发明对压铸模具预热温度优选180～300℃，更优选为220℃～270℃，最优选为240℃～260℃。
本发明提供的高温抗蠕变压铸镁合金中含有Zn、La和Sm，熔化后三者形成多种晶体结构组成的三维空间连续分布的第二相网格，在高温条件下这些第二相空间网络结构可以有效地阻碍位错滑移和孪晶形成，从而提高合金变形的抗力；另外在合金的镁基体中的Zn和Sm在蠕变过程中会形成基面析出相，有效阻碍基面位错滑移；因此本发明提供的合金具有极其优异的高温抗蠕变性能。
本发明可控制上述技术方案镁源、锌源、镧源、钐源(和其他合金元素源)的用量得到合金的耐高温抗蠕变性能。
将本发明提供的高温抗蠕变压铸镁合金按照GB/T2039-2012《金属材料单轴拉伸蠕变实验方法》的标准，测试其在高温下的蠕变性能。实验结果为，在200℃、蠕变应力为120MPa，持久蠕变寿命大于500h，最小蠕变速率小于1×10-9/s；在250℃、蠕变应力为80MPa，持久蠕变寿命大于300h，最小蠕变速率小于6×10-9/s。
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明提供的高温抗蠕变压铸镁合金及其制备方法进行详细描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明以下实施例所用到的原料均为市售商品，镧源、钐源和其他合金元素源分别为长春中科希美镁业有限责任公司提供的镁-镧中间合金、镁-钐中间合金、镁锰中间合金、镁锆中间合金。所用的镁镧中间合金中镧的质量分数为20％，所用的镁钐中间合金中钐的质量分数为20％，所用的镁锰中间合金中锰的质量分数为4％，所用的镁锆中间合金中锆的质量分数为33％，所用的锌为纯锌。
实施例1
将10650g的纯镁、600g的纯锌、1500g的镁镧中间合金、2250g的镁钐中间合金预热到300℃。首先将预热的纯镁、镁镧中间合金和镁钐中间合金放入预热到300℃的坩锅中，向坩埚中通入SF6和CO2的体积比为1:80的混合气体，待材料熔化后将熔体升温至730℃，然后在搅拌的条件下向坩埚中加入上述预热到300℃的纯锌进行8min的混合，得到合金液；将合金液降温至715℃，同时静置30min。
将上述静置后的合金液在280吨锁模力的冷室压铸机上进行压铸，得到高温抗蠕变压铸镁合金，压铸的温度为715℃，压铸模具温度为240±20℃，压铸的压射速度为2m/s。
采用光谱分析仪对本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金进行成分检测，检测结果为，本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金包括：3.94wt％的Zn，2.07wt％的La，2.89wt％的Sm，杂质元素Fe、Cu、Si和Ni的总量小于0.1wt％，余量为镁。将本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金进行了光学照片和扫描照片观察，观察结果分别如图1和图2所示。可以看出，本发明实施例1得到的高温抗蠕变的压铸镁合金气组织细小且均匀，形成了连续第二相空间网格结构。
按照GB/T2039-2012《金属材料单轴拉伸蠕变实验方法》的标准，测试合金的高温抗蠕变性能。实验结果为，在200℃、120MPa下的蠕变寿命大于500h，最小最小蠕变速率小于1×10-9/s；在250℃、蠕变应力为80MPa，持久蠕变寿命大于300h，最小最小蠕变速率小于6×10-9/s。
实施例2
将11475g的纯镁、150g的纯锌、3000g的镁镧中间合金、375g的镁钐中间合金预热到300℃。首先将预热的纯镁、镁镧中间合金和镁钐中间合金放入预热到300℃的坩锅中，向坩埚中通入SF6和CO2的体积比为1:80的混合气体，待材料熔化后将熔体升温至730℃，然后在搅拌的条件下向坩埚中加入上述预热到300℃的纯锌进行8min的混合，得到合金液；将合金液降温至715℃，同时静置30min。
将上述静置后的合金液在280吨锁模力的冷室压铸机上进行压铸，得到高温抗蠕变压铸镁合金，压铸的温度为715℃，压铸模具温度为240±20℃，压铸的压射速度为2m/s。
采用光谱分析仪对本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金进行成分检测，检测结果为，本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金包括：0.96wt％的Zn，3.91wt％的La，0.44wt％的Sm，杂质元素Fe、Cu、Si和Ni的总量小于0.1wt％，余量为镁。
按照GB/T2039-2012《金属材料单轴拉伸蠕变实验方法》的标准，测试合金的高温抗蠕变性能。实验结果为，在200℃、100MPa下的蠕变寿命大于600h，最小蠕变速率小于1×10-9/s；
实施例3
将9600g的纯镁、900g的纯锌、3000g的镁镧中间合金、1500g的镁钐中间合金预热到400℃。首先将预热的纯镁、镁镧中间合金和镁钐中间合金放入预热到400℃的坩锅中，向坩埚中通入SF6和CO2的体积比为1:80的混合气体，待材料熔化后将熔体升温至730℃，然后在搅拌的条件下向坩埚中加入上述预热到400℃的纯锌进行8min的混合，得到合金液；将合金液降温至700℃，同时静置30min。
将上述静置后的合金液在280吨锁模力的冷室压铸机上进行压铸，得到高温抗蠕变压铸镁合金，压铸的温度为715℃，压铸模具温度为180±20℃，压铸的压射速度为2m/s。
采用光谱分析仪对本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金进行成分检测，检测结果为，本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金包括：5.88wt％的Zn，3.92wt％的La，1.93wt％的Sm，杂质元素Fe、Cu、Si和Ni的总量小于0.1wt％，余量为镁。
按照GB/T2039-2012《金属材料单轴拉伸蠕变实验方法》的标准，测试合金的高温抗蠕变性能。实验结果为，在200℃、100MPa下的蠕变寿命大于500h，最小蠕变速率小于1×10-9/s。
实施例4
将9525g的纯镁、600g的纯锌、375g的镁镧中间合金、4500g的镁钐中间合金预热到300℃。首先将预热的纯镁、镁镧中间合金和镁钐中间合金放入预热到300℃的坩锅中，向坩埚中通入SF6和CO2的体积比为1:80的混合气体，待材料熔化后将熔体升温至720℃，然后在搅拌的条件下向坩埚中加入上述预热到300℃的纯锌进行8min的混合，得到合金液；将合金液降温至715℃，同时静置30min。
将上述静置后的合金液在280吨锁模力的冷室压铸机上进行压铸，得到高温抗蠕变压铸镁合金，压铸的温度为715℃，压铸模具温度为300±20℃，压铸的压射速度为2m/s。
采用光谱分析仪对本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金进行成分检测，检测结果为，本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金包括：3.91wt％的Zn，0.52wt％的La，5.76wt％的Sm，杂质元素Fe、Cu、Si和Ni的总量小于0.1wt％，余量为镁。
按照GB/T2039-2012《金属材料单轴拉伸蠕变实验方法》的标准，测试合金的高温抗蠕变性能。实验结果为，在200℃、120MPa下的蠕变寿命大于500h，最小蠕变速率小于1×10-9/s。
实施例5
将9750g的纯镁、375g的纯锌、1875g的镁镧中间合金、3000g的镁钐中间合金预热到180℃。首先将预热的纯镁、镁镧中间合金和镁钐中间合金放入预热到180℃的坩锅中，向坩埚中通入SF6和CO2的体积比为1:80的混合气体，待材料熔化后将熔体升温至730℃，然后在搅拌的条件下向坩埚中加入上述预热到180℃的纯锌进行8min的混合，得到合金液；将合金液降温至730℃，同时静置30min。
将上述静置后的合金液在280吨锁模力的冷室压铸机上进行压铸，得到高温抗蠕变压铸镁合金，压铸的温度为715℃，压铸模具温度为240±20℃，压铸的压射速度为2m/s。
采用光谱分析仪对本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金进行成分检测，检测结果为，本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金包括：2.44wt％的Zn，2.51wt％的La，3.89wt％的Sm，杂质元素Fe、Cu、Si和Ni的总量小于0.1wt％，余量为镁。
按照GB/T2039-2012《金属材料单轴拉伸蠕变实验方法》的标准，测试合金的高温抗蠕变性能。实验结果为，在200℃、120MPa下的最小蠕变速率小于1×10-9/s。
实施例6
将8775g的纯镁、600g的纯锌、150g的镁镧中间合金、2250g的镁钐中间合金和1875g的镁锰中间合金预热到300℃。首先将预热的纯镁、镁镧中间合金和镁钐中间合金放入预热到300℃的坩锅中，向坩埚中通入SF6和CO2的体积比为1:80的混合气体，待材料熔化后将熔体升温至730℃，然后在搅拌的条件下先向坩埚中加入上述预热到300℃的镁锰中间合金进行8min的混合，再加入上述预热到300℃的纯锌进行8min的混合，得到合金液；将合金液降温至715℃，同时静置30min。
将上述静置后的合金液在280吨锁模力的冷室压铸机上进行压铸，得到高温抗蠕变压铸镁合金，压铸的温度为700℃，压铸模具温度为240±20℃，压铸的压射速度为2m/s。
采用光谱分析仪对本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金进行成分检测，检测结果为，本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金包括：3.97wt％的Zn，1.95wt％的La，2.92wt％的Sm，0.41wt％的Mn，杂质元素Fe、Cu、Si和Ni的总量小于0.1wt％，余量为镁。
按照GB/T2039-2012《金属材料单轴拉伸蠕变实验方法》的标准，测试合金的高温抗蠕变性能。实验结果为，在200℃、120MPa下的最小蠕变速率小于1×10-9/s。
实施例7
将9950g的纯镁、600g的纯锌、1500g的镁镧中间合金、2250g的镁钐中间合金和700g的镁锆中间合金预热到350℃。首先将预热的纯镁、镁镧中间合金和镁钐中间合金放入预热到350℃的坩锅中，向坩埚中通入SF6和CO2的体积比为1:80的混合气体，待材料熔化后将熔体升温至740℃，然后在搅拌的条件下先向坩埚中加入上述预热到350℃的镁锆中间合金进行8min的混合，再加入上述预热到350℃的纯锌进行8min的混合，得到合金液；将合金液降温至715℃，同时静置30min。
将上述静置后的合金液在280吨锁模力的冷室压铸机上进行压铸，得到高温抗蠕变压铸镁合金，压铸的温度为715℃，压铸模具温度为240±20℃，压铸的压射速度为2m/s。
采用光谱分析仪对本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金进行成分检测，检测结果为，本发明实施例1得到的高温抗蠕变压铸镁合金包括：2.44wt％的Zn，2.51wt％的La，3.89wt％的Sm，0.36wt％的SM，杂质元素Fe、Cu、Si和Ni的总量小于0.1wt％，余量为镁。
按照GB/T2039-2012《金属材料单轴拉伸蠕变实验方法》的标准，测试合金的高温抗蠕变性能。实验结果为，在200℃、120MPa下的最小蠕变速率小于1×10-9/s。
由以上实施例可知，本发明提供了一种高温抗蠕变压铸镁合金，包括：1～6wt％的Zn，0.5～4wt％的La，0.5～6wt％的Sm，0～0.5wt％的Zr，0～0.5wt％的Mn，杂质元素Si，Fe、Ni、Cu、Be等的总量小于0.1wt％，余量为镁。
本发明提供的高温抗蠕变压铸镁合金中含有Zn、La和Sm，熔化后三者形成多种晶体结构组成的三维空间连续分布的第二相网格，在高温条件下这些第二相空间网络结构可以有效地阻碍位错滑移和孪晶形成，从而提高合金变形的抗力；另外在合金的镁基体中的Zn和Sm在蠕变过程中会形成基面析出相，有效阻碍基面位错滑移；因此本发明提供的合金具有极其优异的高温抗蠕变性能。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专技术人员能够实现或使用本发明，对这些实施例的多种修改对本领域专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种高温抗蠕变压铸镁合金，其特征在于，包括：
1～6wt％的Zn，0.5～4wt％的La，0.5～6wt％的Sm，0～0.5wt％的Zr，0～0.5wt％的Mn，余量为镁及不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种高温抗蠕变压铸镁合金，其特征在于，所述Zn的质量含量为3％～5％；所述La的质量含量为1.5％～3％；所述Sm的质量含量为2.5～4.5wt％。
3.权利要求1或2所述的一种高温抗蠕变压铸镁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按组成取镁源、锌源、镧源、钐源、锆源和锰源，熔炼，得到合金液；
2)将步骤1)得到的合金液进行高压铸造，得到高温抗蠕变压铸镁合金。
4.根据权利要求3所述的一种高温抗蠕变压铸镁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，熔炼的温度为700℃～760℃。
5.根据权利要求3所述的一种高温抗蠕变压铸镁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，在保护性气体的条件下进行熔炼，保护性气体为体积比为1:(50～120)的SF6和CO2。
6.根据权利要求3所述的一种高温抗蠕变压铸镁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，镁源、锌源、镧源、钐源、锆源和锰源进行熔炼之前，需预热，预热的温度为180℃～400℃。
7.根据权利要求3所述的一种高温抗蠕变压铸镁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1)为：
1a)按组成取镁源、锌源、镧源、钐源、锆源和锰源；
1b)将镁源、镧源和钐源进行熔炼，得到第一混合金属液；
1c)将锆源、锰源和步骤1b)得到的第一混合金属液混合，得到第二混合金属液；
1d)将第二混合金属液和锌源混合，得到合金液。
8.根据权利要求7所述的一种高温抗蠕变压铸镁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤1c)中，锆源、锰源和第一混合金属液的混合时间为5min～10min，混合温度为720℃～750℃，所述步骤1d)中，第二混合金属液和锌源的混合时间为8min～20min。
9.根据权利要求3所述的一种高温抗蠕变压铸镁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，将合金液进行高压铸造前，将合金液静置，静置的时间为20min～45min，静置时合金液的温度为700～720℃。
10.根据权利要求3所述的一种高温抗蠕变压铸镁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的高圧铸造为冷室压铸机铸造，压铸熔体温度为700～730℃；压铸模具的预热温度180～300℃。
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