[发明专利]富钇稀土高强耐热抗蠕变压铸镁合金

说明书

技术领域

本发明涉及富钇稀土高强耐热抗蠕变压铸镁合金，属于金属材料类领域。

背景技术

镁是实际工程应用中最轻的工程金属材料，具有比重轻、比强度及比刚度 高、切削加工性好、导热性好、电磁屏蔽能力强、减振性好和易于回收等一系 列独特的优点，能够满足现代交通领域、国防军工、航空航天、3C产业、制造 业等行业对减重、降耗、环保方面的要求，被誉为“21世纪的绿色工程材料”。 然而传统镁合金因为高温强度差、延伸率低、耐热及抗蠕变性不好等缺点，无 法满足汽车、国防军工、航空航天等领域对镁合金扩大应用的要求。因此，稀 土元素被引入到镁合金当中，用来开发具有高强度耐热抗蠕变性能的镁合金。 随着现代工业对产品提出的轻量化和高强化要求，对镁合金的需求越来越大。 以AZ91为代表的Mg-Al系镁合金具有优良的铸造工艺性能、热烈倾向小、成 本低，成为应用最为广泛的一种铸造镁合金。

稀土作为微合金化或合金化元素能够改善传统镁合金的强度、延伸率和耐 热抗蠕变性能已在国内外研究单位和生产厂家得到公认，所使用的稀土包括单 一稀土(如Nd、Y、Gd)和混合稀土，目前使用最多的混合稀土之一为富钇混 合稀土，主要成分为Y、Ho、Er。目前由于市场及工业需要，从富钇原料中提取 Eu、Dy、Tb、Lu高价元素后，剩余了大量廉价的富钇稀土不能得到充分利用。 因此充分发挥富钇稀土的作用，对稀土的综合利用和平衡发展具有重要意义。

由于钇的独特核外电子排布，对O、S和其他非金属元素有较强的亲和力， 因此钇具有除杂(除氢和氧化物夹杂)净化作用、在镁合金中具有较高的固溶 度和更好的细化合金组织的作用。现在，富钇混合稀土对镁合金综合性能的提 升已经得到广大研究者的认可。利用分离高价元素后的富钇稀土，在传统镁合 金AZ91的基础上提高合金的强度和延伸率、耐热抗蠕变性能，发挥它的优势， 开发出新型高强耐热抗蠕变镁合金，有利于解决分离高价稀土后的富钇稀土资 源大量积压问题，缓解资源的产需矛盾、产销不平衡的现状。(加速稀土元素的 平衡利用，稀土信息2007.06：12)

发明内容

本发明目的针对目前传统AZ91压铸镁合金的不足方面，提供含富钇稀土的 高强耐热抗蠕变压铸镁合金。通过在AZ91合金的基础之上，加入富钇混合稀土， 改善合金的强度和延伸率、耐热抗蠕变性能，与AZ91相比有了较明显的提高， 满足未来镁合金发展的需要。

富钇稀土的高强耐热抗蠕变压铸镁合金的组成成分和质量百分比为：Al为 8.5％～9.5％，Zn为0.4～0.9％，Mn为0.2％～0.6％，稀土为Y为0.1％～1.5 ％，Er为0.01％～0.15％，Ho为0.01％～0.1％，杂质元素Fe≤0.02％，Cu≤0.002 ％，Si≤0.01％，Ni≤0.001％，余量为镁；所用原材料为：AZ91镁合金，镁-20％ 富钇中间合金，其中富钇为从富钇混合稀土中提取Eu、Dy、Tb、Lu高价元素 后的富钇稀土，该富钇稀土的组成成分和质量百分比为Y为20％～90％，Er为 5％～20％，Ho为1％～10％。

本发明富钇稀土高强耐热抗蠕变压铸镁合金的制备方法，步骤和条件为： 按配比称量原材料，将基合金预热到200℃，放入预热到300℃的坩锅中，并通 入SF₆∶CO₂体积比为1∶100的SF₆-CO₂保护气体，待基合金完全熔化后，熔体温 度达到720℃～740℃时加入镁-20％富钇中间合金，镁-富钇中间合金预热到 200℃，然后边搅拌边通入SF₆-CO₂保护气体，直至加入的中间合金完全熔化； 当温度控制到720～740℃时通氩气精炼搅拌5～10分钟，然后静置25-35分钟， 待熔体冷却到680℃～700℃时，在冷室压铸机上进行压铸生产，得到含富钇稀 土的高强耐热抗蠕变压铸镁合金。

本发明有益效果：