CN1403614A - 一种含Nd－Sr铸造镁合金及其制备方法 - Google Patents

一种含Nd－Sr铸造镁合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种含Nd－Sr铸造镁合金及其制备方法，针对现有AM50镁合金强度偏低、强韧性不够的问题，本发明提供一种含有Nd－Sr的高强高韧铸造镁合金及其制备方法，该合金的化学成分是Mg90.0～93.6,Al4.5～5.5,Mn0.3～0.6,Zn<0.02,Si<0.025,Fe<0.003,Ni<0.003,Cu<0.003,Nd0.75～1.5,Sr0.75～1.5,其它杂质<0.06。其制备方法是将AM50母合金锭预热到100～200℃并在有SF6/CO2气体保护的熔炉中熔化，当温度达到680℃时，将Sr用铝箔包裹直接加入到熔体中，Nd则先置于专用工具中预热至200℃，再加入到镁合金熔体中，轻微搅拌并升温至720～750℃，静置半小时后，降至680℃，进行压铸，该合金的室温强韧性指标均比AM50有所提高。

Description

一种含Nd-Sr铸造镁合金及其制备方法  
所属技术领域：
本发明属于一种镁基合金及其制备方法，特别涉及到一些高强高韧汽车结构件、航天航空及3C领域、要求在高安全性场合下应用的铸造镁合金。
背景技术
当前，镁合金由于具有密度低，比强度与比刚度高等优势，因而被广泛应用到航天航空，汽车及3C领域。其中，AZ91与AM50是目前商业应用最广泛的镁合金材料。与AZ91相比，AM50的韧性和耐冲击值略高，但强度偏低，强韧性均有待于进一步提高。
发明内容
本发明目的就是针对上述AM50合金与现有技术的不足，提供一种新型的含Nd-Sr的高强高韧铸造镁合金及其制备方法。通过在AM50合金的基础上加入稀土元素钕(Nd)和金属锶(Sr)，改善合金的韧性，进一步提高合金的强度，以更好地满足上述工业领域的需求。
本发明的镁合金是含有Nd-Sr的高强高韧铸造镁合金。其方法是以工业用镁合金AM50铸锭为母合金，并向其中加入适量的Nd和Sr，两者加入量分别控制在0.75～1.5％(重量百分比)，其中Nd与Sr按1∶1的重量比加入。合金中化学成分范围为：(重量百分比)
Mg        Al      Mn     Zn     Si     Fe     Ni      Cu   Nd     Sr     其它杂质90.0～93.6  4.5～5.5  0.3～0.6  ＜0.02  ＜0.025  ＜0.003  ＜0.003  ＜0.003 0.75～1.5 0.75～1.5    ＜0.06
本发明的制造方法是选用工业用镁合金AM50铸锭为母合金，将母合金锭预热到100～200℃并在有SF6/CO2气体保护的熔炉中熔化，当温度达到680℃时，将Sr(用铝箔包裹)直接加入到熔体中。Nd则先置于专用工具中预热至200℃，再加入到镁合金熔体中，轻微搅拌并升温至720～750℃，静置半小时后，降至680℃，进行压铸。
获得的压铸件铸造缺陷和室温拉伸性能达到：
体积空隙率(缩孔+疏松率)可达到＜1.2％的范围；抗拉强度σb＝240～260MPa；屈服强度σ0.2＝110～120MPa；延伸率δ10＝15～20％。相同工艺条件下，新合金比原来母合金AM50的室温强韧性指标(σb＝210MPa；σ0.2＝120MPa，δ＝10％)均有所提高。该合金与原合金AM50相比，生产成本的增加不超过10％。
使用本发明方法制造出的含Nd-Sr的高强高韧铸造镁合金，在改善合金韧性的同时，进一步明显提高抗拉强度。本发明的特点：(1)由于选择了纯稀土元素Nd，在实现微合金化的同时得到最佳的强韧化效果，并可以最大限度地减少由于合金化而产生的杂质和夹杂；(2)选用金属元素Sr，在达到减少Nd加入量的同时，起到了“少量多元”合金化的高强韧化效果；(3)由于选用AM50为母合金，使得合金的配制容易，通用性强，从而使生产操作简单。
具体实施方案
将AM50铸锭在预热炉中预热至150℃，放入熔炉中在SF6/CO2保护气体气氛中加热至680℃，将Nd(预热到200℃)和Sr(Sr用铝箔包裹)置于带有网眼的容器中，将该容器插入溶池中，并不停地晃动直至Nd-Sr全部溶解。轻微搅拌，升温到730℃，静置半小时后，再降至680℃，进行压铸。获得的铸件成分如下表所示(按重量百分比)：
Mg   Al  Mn  Zn   Si  Fe   Ni   Cu  Nd  Sr   其它杂质
92.6 5.237 0.304 0.013 0.015 0.0024 0.0022 0.0089 0.835 0.932  ＜0.06
将合金压铸成拉伸试样，测得的拉伸性能为：σb＝255.5MPa；σ0.2＝114.162MPa；δ10＝17％。

Claims (2)

1.一种含Nd-Sr铸造镁合金，其特征在于以AM50铸锭为母合金，并向其中加入Nd和Sr，Nd、Sr的成分按重量百分比各控制在0.75～1.5％，其中Nd与Sr按1∶1的重量比加入；按重量百分比该合金的化学成分为：
Mg       Al     Mn      Zn     Si     Fe     Ni      Cu      Nd     Sr      其它杂质90.0～93.6 4.5～5.5 0.3～0.6  ＜0.02  ＜0.025  ＜0.003  ＜0.003  ＜0.003 0.75～1.5  0.75～1.5     ＜0.06
2、一种含Nd-Sr铸造镁合金的制备方法，其特征在于将AM50母合金锭预热到100～200℃并在有SF6/CO2气体保护的熔炉中熔化，当温度达到680℃时，将Sr用铝箔包裹直接加入到熔体中，Nd则先置于专用工具中预热至200℃，再加入到镁合金熔体中，轻微搅拌并升温至720～750℃，静置半小时后，降至680℃，进行压铸。
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