[发明专利]一种含铌的MgAlZn系耐热镁合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金，特别涉及一种适合铸造成形，尤其适合高压压铸的高性能镁合金。 

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MgAlZn系压铸镁合金牌号有YM302、YM303、YM304、YM305；美国标准ASTM B的MgAlZn系压铸镁合金牌号有AZ91A、AZ91B、AZ91D；日本标准JIS H的MgAlZn系压铸镁合金牌号有MDC1B、MDC1D；欧洲标准EN的MgAlZn系压铸镁合金牌号有EN-MC21110、EN-MC21120、EN-MC21121。这些牌号的合金具有流动性、机械加工性、压铸性能都十分优良的特点，被广泛用于金属型铸造、精密铸造、低压铸造、压铸、半固态铸造、砂型铸造等铸造形式，并且由于含有合金元素Zn，抗拉强度也十分优良。另外，MgAlZn系镁合金也有用于变形镁合金方向的。 

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： 

汽车上的某些部件，如：变速箱箱体、发动机箱盖等，工作温度较高，并且也存在着轻量化的需求。但上述MgAlZn系镁合金由于合金组织中β相以Mg₁₇Al₁₂为主，Mg₁₇Al₁₂熔点较低，不耐高温，上述MgAlZn系镁合金在在200℃高温下的抗拉强度均小于90MPa，因此其生产的部件不适于在高温环境下工作，因而无法满足汽车上述部件的耐高温需求。 

因而，本领域急需一种力学性能优良、耐高温、能适用于铸造或轧制变形的镁合金。 

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含铌的MgAlZn系耐热镁合金。所述技术方案如下： 

一种含铌的MgAlZn系耐热镁合金，所述镁合金由Mg、Al、Zn、Mn、稀土、Nb、Zr及M元素组成，其重量百分组成为Al 1.5-25％、Zn 0.1-3.5％、Mn 0.1-2.2％、稀土0.0002-16％、 Nb 0.0002-4％、Zr 0.001-2％、M元素0.001-2％，其余为Mg；其中，M元素为Ti、Sr、Ca、C、B中的至少一种。 

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

优选，其重量百分组成为Al 1.5-2.5％、Zn 0.3-1％、Mn 0.1-0.6％、Gd 0.1-4％、Nb 0.05-1％、Zr 0.2-0.9％、M元素0.05-0.8％，其余为Mg。 

优选，其重量百分组成为Al 4.5-10％、Zn 0.3-1％、Mn 0.1-0.6％、Gd 0.1-2％、Nb 0.05-1％、Zr 0.2-0.9％、M元素0.05-0.3％，其余为Mg。 

更优选，其重量百分组成为Al 7-9.7％、Zn 0.35-1％、Mn 0.12-0.6％、Gd 0.1-0.8％、Nb0.05-0.6％、Zr 0.2-0.9％、M元素0.1-0.2％，其余为Mg。 

最优选，其重量百分组成为Al 8.5％、Zn 0.5％、Mn 0.3％、稀土0.6％、Nb 0.2％、Zr 2％、M元素0.1％，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。 

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，从而提高了镁合金的耐高温性能，Zr和M元素共同作用，能强烈细化晶粒和净化合金液，延缓晶粒的长大，在上述元素的联合作用下，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，适合铸造尤其适合压铸的耐热镁合金。 

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：