[发明专利]一种含Nb的耐热镁合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金，特别涉及一种MgAlSi系适用于铸造尤其是压铸的耐热镁合金。

背景技术

随着科技的发展，以汽车为代表的交通工具需要通过减轻车身的重量，来进一步研发燃料利用率更高的新产品。在汽车制造业中，镁合金作为一种新型的轻质金属材料，被汽车制造厂家用来替代传统的铸铁，以实现减轻车身重量的目的。

目前，国产MgAlSi系压铸镁合金牌号有YM102、YM103、YM104、YM105、YM106；美国标准ASTM B的MgAlSi系压铸镁合金牌号有AS21A、AS21B、AS41A、AS41B；日本标准JIS H的MgAlSi系压铸镁合金牌号有MDC6、MDC3B；欧洲标准EN的MgAlSi系压铸镁合金牌号有EN-MC21310、EN-MC21320。这些牌号的合金具有流动性、铸造性能优良的特点，并且被广泛用于压铸、低压铸造、金属型铸造、精密铸造、半固态铸造、砂型铸造等铸造方式。由于含有较多合金元素Si，晶界处有部分Mg₂Si相代替了Mg₁₇Al₁₂相的位置，相对于AZ系和AM系镁合金，其高温性能有所提高，MgAlSi系压铸镁合金适合于150℃以下的工作场合。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：由于上述MgAlSi系镁合金的合金组织中β相仍然以Mg₁₇Al₁₂为主，Mg₁₇Al₁₂熔点较低，使得现有MgAlSi系镁合金无法适应150℃以上的高温，因而无法应用在150℃以上的高温环境中。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种具有着良好压铸性的含Nb的耐热镁合金。所述技术方案如下：

一种含Nb的耐热镁合金，所述镁合金由Mg、Al、Si、Mn、稀土、Nb及M元素组成，其重量百分组成为Al 1.6％-9.8％、Si0.5％-2.5％、Mn 0.05％-0.7％、稀土0.001％-10％、Nb0.0002％-4％、M元素0.001％-0.3％，其余为Mg；其中，M元素为Ti、Sr、C、B中的至少一种。其中，所述稀土为Gd、Y、Sc、Sm、Nd、Pr、Yb、La、Ce、Tb、Dy、Ho及Er中的至少一种。

优选，所述稀土为Gd或Gd与Y、Sc、Sm、Nd、Pr、Yb、La、Ce、Tb、Dy、Ho及Er中的至少一种。

优选，其重量百分组成为Al1.8％-2.5％、Si0.7％-1.2％、Mn0.05％-0.7％、Gd0.1％-4％、Nb0.05％-1％、M元素0.001％-0.3％，其余为Mg。

优选，其重量百分组成为Al3.5％-5％、Si0.5％-1.5％、Mn0.18％-0.7％、Gd0.1％-2％、Nb0.05％-1％、M元素0.001％-0.3％，其余为Mg。

更优选，其重量百分组成为Al2.2％、Si1％、Mn0.2％、Gd0.5％、Nb0.2％、M元素0.2％，其余为Mg。

更优选，其重量百分组成为Al4.6％、Si0.5％、Mn0.4％、Gd0.5％、Nb0.2％、M元素0.2％，其余为Mg。

其中，所述Nb通过AlNb中间合金或NbAl中间合金的形式加入所述镁合金中。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提供的压铸镁合金中，由于RE能与Mg形成MgRE化合物，Nb能和其他元素(如Al)形成一些耐高温的金属化合物，这些金属化合物分布在晶界上，替代了部分Mg₁₇Al₁₂β相，改变了β相的结构；另外M元素能够细化晶粒，延缓晶粒的长大，提高合金的伸长率，伸长率是衡量金属材料塑性的指标，是指金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致破裂的能力。在上述元素的联合作用下，提高了压铸镁合金的耐高温性能，得到了一种具有优良力学性能，机械加工性、流动性及压铸性良好，适合铸造尤其是压铸的耐热镁合金。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供的镁合金的制作工艺、热处理方法说明如下：

1、本发明实施例提供的镁合金可通过以下三种熔炼工艺制作：