[发明专利]含铈镧高强耐蚀压铸镁合金

说明书

技术领域

本发明涉及含铈镧高强耐蚀压铸镁合金，属于金属材料类领域。

背景技术

镁合金具有比重轻、比强度高、导热性好、电磁屏蔽能力强、减振性好及易于回收等优点，采用镁铝轻合金代替钢铁是当前交通工具降低重量、降低油耗、提高质量的关键措施和发展方向。而随着现代工业对产品提出的轻量化和高强化要求，对具有优良综合性能的Mg-Al系镁合金的需求不断加大。以AZ91为代表的该类合金具有铸造工艺性能优良、热裂倾向小、成本低等优点，占镁合金总量的90％左右，是应用最为广泛的铸造镁合金。然而传统镁合金存在铸造性能、耐腐蚀、耐热和抗疲劳抗冲击等固有性能较差的缺点，限制了其进一步扩大应用。为解决这些缺点，稀土元素作为最具使用价值和发展潜力的合金元素被引入，用以开发具有高强耐蚀性能的镁合金。经过长期大量的研发工作，国内外研究单位和生产厂家目前公认稀土元素是耐热、高强、耐蚀、阻燃等先进镁合金的有效成分，是提升镁合金综合性能的使用添加剂。

镁合金所使用的稀土包括单一和混合稀土，富铈混合稀土是目前镁合金使用最多的混合稀土之一，主要成分为La、Ce、Pr、Nd。然而由于Pr和Nd金属的应用扩大、价格上涨，因而从富铈混合稀土中分离出去。目前形成了大量积压且廉价的铈镧稀土，如果这些稀土不能得到充分的利用，将是对资源的极大浪费和对环境的极大污染。综上所述，开发铈镧稀土的应用市场必要而紧迫，使稀土元素得到综合利用和平衡发展具有重要的经济及科学意义。

由于铈的独特化学活性，加入镁合金可起到净化熔体、活化界面、细化晶粒和合金化/微合金化的作用。相对其它稀土元素，铈和镧对镁合金具有更好的去氧除杂净化作用，对镁合金综合性能提升已经得到学界业界的认可。充分利用分离高价元素后的铈镧稀土，在传统镁合金AZ91的基础上开发新型高强耐蚀镁合金，既提高镁产业的竞争实力，又有利于解决铈镧稀土资源产需矛盾、产销不平衡的问题，实现产业间的共利双赢。(邢斌.稳定产品价格促进行业健康发展.稀土信息2007.10：13)

发明内容

为改进目前广泛应用的AZ91压铸镁合金的性能缺点，本发明提供含铈镧的高强耐蚀压铸镁合金。在AZ91合金的基础上，通过加入一定量铈镧混合稀土进行合金化、改性化处理，使该镁合金的力学性能、耐腐蚀性能比AZ91有明显提高，符合轻合金材料的发展方向，满足未来工业对镁合金的需要。

含铈镧高强耐蚀压铸镁合金的组成成分和质量百分比为：含铈镧高强耐蚀压铸镁合金的组成和质量百分比为：Al为8.5％～9.5％，Zn为0.4～0.9％，Mn为0.2％～0.6％，稀土为Ce为0.01％～1.5％，La为0.01％～1.5％，杂质元素Fe≤0.02％，Cu≤0.002％，Si≤0.01％，Ni≤0.001％，余量为镁；选用AZ91基合金和镁-20％铈镧中间合金作为原材料，所述的镁-20％铈镧中间合金为镁占80％，铈镧占20％；所述的镁-铈镧中间合金的铈镧原料是用分离Nd、Pr后的铈镧混合稀土制成的，其中铈镧稀土的组成成分和质量百分比为：Ce为20％～80％，La为80％～20％。

本发明提供的含铈镧高强耐蚀压铸镁合金的制备方法，步骤和条件如下：按配比称量材料，将基合金预热到200℃后，放入到预热温度为300℃的坩锅熔化，并通入SF₆∶CO₂体积比为1∶100的SF₆-CO₂保护气体，待镁合金完全熔化、熔体温度达到720℃～740℃时加入镁-铈镧中间合金，镁-铈镧中间合金先预热到200℃，然后连续搅拌并通入SF₆-CO₂保护气体，直至镁-铈镧中间合金完全熔化；当温度到730～740℃时通氩气搅拌精炼5～10分钟，然后静置25-35分钟，当熔体温度下降到680℃～700℃时，在冷室压铸机上进行压铸生产，得到含铈镧高强耐蚀压铸镁合金；

本发明所的有益效果：