CN1508274A - 一种铸造轮毂的镁合金及其熔炼与成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铸造轮毂的镁合金及其熔炼与成型方法，其以AM50铸锭为母合金，并向其中加入Al、Re和Ca，所含有的Al、Re和Ca的质量百分数分别为4.5％～8.5％，0.5％～2％，0.5％～1.0％。其熔炼与成型方法是将AM50合金锭作为母合金预热到150℃，并在有混合气体保护的熔炉中熔炼，当熔液温度达到680～720℃时，将Al、Re及Ca用专用工具加入到熔体中，轻微搅拌直至它们完全熔解为止，升温至750～850℃，静置30～120min，并降温至660～700℃，而后直接进行铸造或压铸得到轮毂。该轮毂不再需要热处理。在压铸态，合金力学性能为：σb≥240MPa，σ0.2≥120MPa；δ≥6％。

Description

一种铸造轮毂的镁合金及其熔炼与成型方法
技术领域
本发明涉及一种镁基合金及其熔炼与成型方法，特别涉及到要求高强、高韧、安全的结构件，如摩托车、汽车的轮毂。
背景技术
我们知道，由于镁合金比强度、比刚度高、抗振等优势，因而被越来越多地用于汽车结构件。但用铸造的方法制备镁合金汽车轮毂，目前尚存在着材料的选择问题。AZ91强度能够满足要求，但韧性不足；AM50韧性有余，但强度不足；一些新开发的合金或方法，存在着过高增加成本的问题。因此，现在丞待开发一种性价比合适的新型镁合金。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种强度高、韧性好，含Al(铝)、Mn(锰)、RE(稀土金属)、Ca(钙)的新型镁合金及采用该合金熔炼与成型轮毂的方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种铸造轮毂的镁合金，其特征是：其以AM50铸锭为母合金，并向其中加入Al、RE和Ca，该合金的化学成分(质量百分数)是：
Al Mn Zn Si Fe Ni Cu RE Ca   其它杂质 Mg
4.5～8.5 0.3～0.6   ≤0.025   ≤0.003   ≤0.003   ≤0.003   ≤0.003 0.5～2 0.5～1.0 ≤0.06 余量
本发明上述用于铸造轮毂的镁合金的熔炼与成型方法，其将AM50锭作为母合金预热到150℃，并在有混合气体保护的熔炉中熔化，当温度达到680～720℃时，将Al、RE(包括富铈混合稀土)或Mg-RE中间合金及Ca或Mg-Ca中间合金用专用工具加入熔体中，轻微搅拌直至Al、RE和Ca完全熔解为止，升温至750～850℃，静置30～120min，并降温至660～700℃，而后直接通过重力铸造或低压铸造或压铸制成轮毂。
本发明利用AM50合金铸造前的熔化过程中加入Al、RE(包括富铈混合稀土)或Mg-RE中间合金及Ca或Mg-Ca中间合金，在不增加工艺复杂性的前提下提高了合金的强度和韧性，实现了提高该合金性价比的目的，更好地满足了摩托车、汽车轮毂的性能需求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述：
本发明的镁合金是含有Al、RE和Ca的高强高韧铸造镁合金。其选用现有商业化的镁合金AM50铸锭为母合金，并通过向其中加入适量的Al、RE和Ca，更好地满足轮毂对强度和韧性的需求。所含有的Al、RE和Ca的质量百分数分别为4.5％～8.5％，0.5％～2％，0.5％～1.0％。该合金的具体化学成分(质量百分数)是：
Al Mn Zn Si Fe Ni Cu RE Ca   其它杂质 Mg
4.5～8.5 0.3～0.6   ≤0.025   ≤0.003   ≤0.003   ≤0.003   ≤0.003 0.5～2 0.5～1.0 ≤0.06 余量
本发明上述用于铸造轮毂的镁合金的熔炼与成型方法是：以AM50铸锭为母合金，将AM50锭作为母合金预热到150℃，并在有SF6+干燥空气或SF6+CO2+干燥空气或SF6+N2+干燥空气或SO2+N2+干燥空气或SO2+干燥空气等混合气体保护的熔炉中熔化，当温度达到680～720℃时，将Al、RE(包括富铈混合稀土)或Mg-RE中间合金及Ca或Mg-Ca中间合金用专用工具加入熔体中，轻微搅拌直至Al、RE和Ca溶完为止，升温至750～850℃，静置30～120min，并降温至660～700℃，而后直接通过重力铸造或低压铸造或压铸制成摩托车或汽车轮毂。
本发明获得的镁合金轮毂压铸件的室温拉伸性能指标达到：σb≥240MPa，σ0.2≥120MPa，δ≥6％。该合金成本的增加不大于5％。
使用本发明方法制造出的镁合金轮毂，在韧性得到改善的同时，进一步明显地提高了合金的屈服强度和抗拉强度。本发明具有的特点是：①由于选择了我国富有的混合稀土，因此在改善材料性能的同时，所增加的成本最小；②在加入RE的同时，加入价格便宜的Ca，在保证经济性的同时，通过少量多元的微合金强化原理，进一步提高了合金的强化效果；③由于选用AM50为母合金，使得合金的配制容易，通用性强；④利用在铸造前的合金熔化环节进行微合金化，可简化工艺环节，最有效地利用RE和Ca。
实施例1：
将AM50合金锭作为母合金预热到150℃，并在有SF6+干燥空气的混合气体保护的熔炉中熔化，当温度达到680～720℃时，将Al、RE及Ca或Mg-Ca中间合金用专用工具加入熔体中，轻微搅拌直至Al、RE和Ca溶完为止，升温至800～850℃，静置40min，并降温至660～700℃，而后直接通过重力铸造制成摩托车或汽车轮毂。
实施例2：
将AM50合金锭作为母合金预热到150℃，并在有SO2+N2+干燥空气的混合气体保护的熔炉中熔化，当温度达到680～720℃时，将Al、RE(包括富铈混合稀土)或Mg-RE中间合金及Mg-Ca中间合金用专用工具加入熔体中，轻微搅拌直至Al、RE和Ca溶完为止，升温至750～850℃，静置110min，并降温至660～700℃，而后直接通过压铸制成摩托车或汽车轮毂。

Claims (3)

1.一种铸造轮毂的镁合金，其特征是：其以AM50铸锭为母合金，并向其中加入Al、RE和Ca，该合金的化学成分(质量百分数)是： Al Mn Zn Si Fe Ni Cu RE Ca   其它杂质 Mg 4.5～8.5 0.3～0.6   ≤0.025   ≤0.003   ≤0.003   ≤0.003   ≤0.003 0.5～2 0.5～1.0 ≤0.06   余量
2.一种铸造轮毂的镁合金的熔炼与成型方法，其特征是：将AM50锭作为母合金预热到150℃，并在有混合气体保护的熔炉中熔化，当温度达到680～720℃时，将Al、RE(包括富铈混合稀土)或Mg-RE中间合金及Ca或Mg-Ca中间合金用专用工具加入熔体中，轻微搅拌直至Al、RE和Ca完全熔解为止，升温至750～850℃，静置30～120min，并降温至660～700℃，而后直接通过重力铸造或低压铸造或压铸制成轮毂。
3.根据权利要求2所述的铸造轮毂的镁合金的熔炼与成型方法，其特征是：合金中Al、RE和Ca是在AM50合金的铸造或压铸工艺过程的熔化环节中加入。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1299858C (zh) * 2005-03-24 2007-02-14 沈阳铸造研究所 镁合金低压铸造方法
CN115369298A (zh) * 2022-07-28 2022-11-22 中国第一汽车股份有限公司 一种免热处理镁合金减震塔及其高真空压铸方法和应用
CN116162874A (zh) * 2023-02-17 2023-05-26 中国科学院长春应用化学研究所 一种变形镁合金及其制备方法

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