[发明专利]一种含Gd的铸造镁合金及其制备方法

权利要求书

1.一种含Gd的铸造镁合金，其特征在于，所述的含Gd的铸造镁合金由纯Zn、Mg-25wt.％Y中间合金、Mg-30wt.％Zr中间合金、Mg-25wt.％Gd中间合金和工业纯Mg组成，并且Zn、Y、Zr和Gd的重量百分比分别为6wt.％、1wt.％、0.6wt.％、0.5～1.0wt.％，余量为Mg。

2.一种制备权利要求1所述含Gd的铸造镁合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：开炉预热；将块状纯Zn、Mg-25wt.％Y中间合金、Mg-30wt.％Zr中间合金、Mg-25wt.％Gd中间合金和工业纯Mg按重量百分比称量；将称量好的纯Zn、Mg-25wt.％Y中间合金、Mg-30wt.％Zr中间合金、Mg-25wt.％Gd中间合金和工业纯Mg预热至250℃～300℃，并保温0.5～1.5h；将成形用的模具预热至300℃；将坩埚预热至350℃后取出，在坩埚内壁刷镁合金熔炼坩埚涂料；所述的镁合金熔炼坩埚涂料是用20wt.％白垩粉、4wt.％水玻璃和余量为水混合而成；将涂刷有涂料的坩埚放入熔炼炉中加温至700℃～740℃；

步骤2：制备Mg-Zn-Y-Gd合金金属液；待坩埚温度升至740℃时加入经过预热的纯Mg，并开始通入CO₂+0.5vol％SF₆混合保护气；当Mg锭完全熔化且熔炼炉的温度回升至750℃时，依次连续加入经过预热的纯Zn锭、Mg-25wt.％Y中间合金及Mg-25wt.％Gd中间合金，并熔化纯Zn锭、Mg-25wt.％Y中间合金及Mg-25wt.％Gd中间合金；在加入过程中对依次加入了纯Zn锭、Mg-25wt.％Y中间合金及Mg-25wt.％Gd中间合金的合金液进行搅拌，得到Mg-Zn-Y-Gd合金金属液；对得到的Mg-Zn-Y-Gd合金金属液继续升温，当金属液温度稳定在750℃时再次对其进行搅拌，使合金成分均匀；在熔炼合金的过程中，CO₂+0.5vol％SF₆混合保护气的压力为5MPa；

步骤3：制备Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液；对得到的Mg-Zn-Y-Gd合金金属液升温至760℃～800℃，在所述Mg-Zn-Y-Gd合金金属液中加入Mg-30wt.％Zr中间合金，搅拌3min使Zr充分溶解，得到Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液；

步骤4：精炼；所述的精炼包括一次精炼或二次精炼，具体精炼过程是：

一次精炼：对得到Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液降温至740℃～760℃；在Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液中加入该Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液总重量0.5wt.％的C₂Cl₆精炼剂并搅拌；精炼时间为3min；精炼后刮渣处理；静置5min后通入经充分干燥的Ar气吹洗4min；吹洗用Ar气的压力为2～3MPa；吹洗的同时刮渣处理，得到精炼后的Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液；

二次精炼：对得到Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液降温至750℃；在Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液中加入该Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液总重量0.5wt.％的C₂Cl₆精炼剂并搅拌；精炼时间为3min；精炼后刮渣处理；将添加有精炼剂的Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液静置5min后通入经充分干燥的Ar气吹洗4min；吹洗用Ar气的压力为2～3MPa；吹洗的同时刮渣处理；对经过一次精炼的Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液静置15min，并保温在750℃，在Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液中再次加入C₂Cl₆精炼剂并搅拌，所述C₂Cl₆精炼剂的加入量与一次精炼时C₂Cl₆精炼剂的加入量相同；精炼时间为3min；精炼后刮渣处理；将添加有精炼剂的Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液静置5min后通入经充分干燥的Ar气吹洗4min；吹洗用Ar气的压力为2～3MPa；吹洗的同时刮渣处理；得到精炼后的Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液；

步骤5：静置精炼后的Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液；对熔炼炉加热，使精炼后的Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液升温至780℃～800℃并保温静置5min～30min；静置后使精炼后的Mg-Zn-Y-Gd-Zr合金金属液降温至700℃～740℃，进行刮渣；

步骤6：浇注；将预热后的模具组合；将温度为720℃的金属液浇入金属模具中并静置5min～30min后开模，得到成形的合金铸锭；

步骤7：T6-热处理；所述的热处理采用T6-热处理；所述T6-热处理的具体过程是：

I将一个铸锭加工成拉伸棒，将拉伸棒放置在铁坩埚内；铁坩埚内以石墨粉进行填充并放入干燥炉中进行干燥，干燥温度为250℃～350℃，干燥时间3h，升温至400℃～450℃进行固溶处理，固溶时间为12h～36h；

II固溶处理结束后取出试棒并空冷，恢复常温后放回热处理炉，升温至250℃～300℃进行时效处理，时效时间10h～36h；时效处理结束后取出，放入25℃～80℃的水内进行淬火。