[发明专利]一种压铸镁合金及其制作工艺

说明书

技术领域

本发明属于镁合金材料领域，尤其是一种压铸镁合金及其制作工艺。

背景技术

人们使用金属材料已有悠久的历史，由于人类文明的快速发展，金属材料的消耗与日俱增，某些金属矿产资源逐渐趋于枯竭。镁是地球上储量最丰富的元素之一，随着镁产品市场开放应用空间的增大，镁资源将发挥更加重要的作用，可能会成为铜、铝后时代的第一接力棒。

镁合金比重在所有结构用合金中属于最轻者，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。镁合金的比强度明显高于铝合金和钢，比刚度与铝合金和钢相当。在弹性范围内，镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量比铝合金件大，所以镁合金具有良好的抗震减噪性能；近年来， 由于人们对产品轻量化的要求日益迫切，镁合金性能的不断改善及压铸技术的显著进步，压铸镁合金的用量显著增长。特别是人类对汽车提出了进一步减轻重量、降低燃耗和排放、提高驾驶安全性和舒适性的要求，镁合金压铸技术正飞速发展。此外，镁合金压铸件已逐步扩大到其他领域，如手提电脑外壳，手提电锯机壳，鱼钩自动收线匣，录像机壳，移动电话机壳，航空器上的通信设备和雷达机壳，以及一些家用电器具等。

得益于中国汽车工业和3C等行业的转型升级及其中国经济地位的显著提升，镁合金行业令市场看好。其中，汽车行业的轻量化，环保化需求，尤其是新能源汽车的发展，以及镁合金研发技术和回收利用技术的不断进步，对促使镁合金的广泛应用将是利好消息。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种压铸镁合金的制作工艺，该工艺成本低且操作简便，获得的镁合金具有较高的强度，使得此类镁合金具有比传统商业镁合金优越的力学性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种压铸镁合金，按照重量百分比含量含有：Al:4.1-4.5%，Gd:0.45-.055%，Cu:0.1-0.25%，Sb:0.15-0.3%，Mn:0.8-1.2%，Fe:0.35-0.4%，Zr:0.55-0.76%，Sn:0.35-0.45%，Ti:0.25-0.36%，Be:0.12-0.16%，Bi：0.2-0.32%，Cr:0.02-0.12%，Nd：0.4-0.56%，V：0.032-0.051%，余量为Mg。

进一步的，按照重量百分比含量含有：Al:4.2%，Gd:0.5%，Cu:0.2%，Sb:0.25%，Mn：0.96%，Fe:0.38%，Zr:0.65%，Sn:0.4%，Ti:0.3%，Be:0.14%，Bi：0.25%，Cr:0.06%，Nd：0.5%，V：0.045%，余量为Mg。

另外，还提供一种所述的压铸镁合金的制作工艺，包括以下步骤：

(1)原料准备：按照重量百分比含量为原料进行备料，所述原料为纯Mg锭、纯Al锭、纯Zn、纯Sb、纯Sn、纯V、Mg-Ca中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Bi中间合金、Mg-Be中间合金、Al-Nd中间合金、Mg-Zr中间合金、Mg-Gd中间合金、Mg-Ti中间合金、Mg-Cr中间合金、Al-Fe中间合金；

(2)熔炼：将称量好的上述所有原料置于气体保护熔炼炉中，在720℃温度下进行熔炼，熔炼过程中通入体积比为CO2:SF6=150:1.5的CO2/ SF6混合气体进行保护，待所有原料融化后，搅拌5分钟，除去表面杂质，在735℃～745℃保温静置10分钟后，在通入体积比为CO2:SF6=150:1.5的CO2/ SF6混合气体进行保护的条件下，浇注到内型腔尺寸为30cm和直径为Ф20cm的铁铸模具中，空冷至温室，制得母合金铸锭；

(3) 精炼：用压铸方法制备高强韧镁合金，将第一步制得的母合金铸锭通过MDO250型镁合金熔化炉进行熔化，采用N₂和SF₆混合气保护，其中SF₆的体积百分比溶度为0.58%，设置保护气体的工作压力位0.5MPa，供气温度为375℃，等待压射时长为5s，熔室温度为750℃，泵室温度为725℃，待母合金铸锭完全熔化，制得镁合金精炼料；

(4)压铸：将熔融的镁合金精炼料用DCC630m冷室镁合金压铸机压铸，压铸机的压铸工艺参数如下：模温机温度175℃，模具预热时间65min、压射低速95%、一块位置120mm、二块位置256mm、二块速度85%、增压位置372mm、增压速度56%、压射终止576min，压射时间6s、冷却时间8s、增压压力62MPa和调模压力21MPa，在上述设置压铸工艺参数下启动压铸机进行压铸，从而制得长35cm和Ф25mm的高强韧镁合金材料。