[发明专利]镁合金的晶粒细化剂及其制备方法以及镁合金的晶粒细化方法

说明书

本发明提供镁合金的晶粒细化剂和镁合金的晶粒细化剂制备方法，所述镁合金的晶粒细化剂具有SiC分散在铝基质中的结构，所述镁合金的晶粒细化剂制备方法包括如下成型步骤：通过对固相铝粉末和固相SiC粉末的混合粉末进行加压而使固相铝粉末通过固相扩散进行一体化以形成铝基质，并且使SiC分散在铝基质中。

技术领域

本发明涉及合金的晶粒细化剂及其制备方法以及合金的晶粒细化方法，更详细地涉及镁合金的晶粒细化剂及其制备方法以及镁合金的晶粒细化方法。

背景技术

在镁合金的铸造过程中添加的晶粒细化剂与在一般的金属中一样示出各种优点，例如改善机械性能，减少铸造缺陷，抑制偏析，改善成形性，以及改善表面特性等。

存在各种镁合金的铸造晶粒细化方法。作为最有效的方法而已知的锆添加法作为通过添加0.5重量％至1.0重量％的锆来细化镁晶粒的方法现在也被广泛使用，然而，在含有铝和锰合金元素的镁合金中，由于与这些元素的反应而细化效果消失，因此难以使用，并且商用镁合金含有许多这些元素而难以投入实际使用。

在含铝的镁合金中，碳添加法显示出优异的效果，该方法分为将细碳粉直接注入熔融金属的方法和注入含碳无机化合物的方法。上述碳添加法由于与过热处理方法相比不需要将熔融金属加热到高温而在经济方面是优异的，因此已知为镁(Mg)-铝(Al)类合金中最重要的细化方法。

然而，在上述碳添加法中直接注入碳粉的方法是将含碳细碳粉、炭黑等直接注入熔融金属中的方法，在该方法中，碳粉在注入过程中不均匀分散且大部分漂浮在熔融金属上，从而具有细化效率降低的缺点。因此，针对碳添加法，通常更广泛地使用以无机化合物形式注入熔融金属中的方法，已经开发了使用各种形式的无机化合物的铸造晶粒细化技术，但是到目前为止所开发的使用无机化合物的方法具有成本高、工艺复杂或工作有害性等中的至少一个问题。

碳无机化合物细化剂中存在使用SiC粉末的晶粒细化方法，但细化效率受SiC的粒径和形状的影响很大，特别是粉末型颗粒的添加使得工艺方法不简单且细化效率显著降低。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种与SiC添加方法相比工艺简单且细化效率优异的镁合金的晶粒细化剂及其制备方法以及镁合金的晶粒细化方法。然而，上述技术问题为示例性的，本发明的范围不限于此。

技术方案

提供一种根据本发明的一方面的镁合金的晶粒细化剂。所述镁合金的晶粒细化剂具有SiC分散在铝基质中的结构。所述结构是通过对固相铝粉末和固相SiC粉末的混合粉末进行加压而形成的结构，所述铝基质可以是所述固相铝粉末通过固相扩散进行一体化而形成的。进一步地，所述铝基质可以在不留下所述铝粉末的边界的情况下通过固相扩散而一体化地形成。所述镁合金的晶粒细化剂还可包括金属管，所述金属管包围所述SiC分散在铝基质中而形成的结构。所述金属管可以包括含有选自铝和镁中的至少一者的管。

在所述镁合金的晶粒细化剂中，所述镁合金的晶粒细化剂的形状为棒状，所述镁合金的晶粒细化剂中SiC体积比可以大于20％。

提供一种根据本发明的另一方面的镁合金的晶粒细化剂的制备方法。所述镁合金的晶粒细化剂的制备方法包括如下成型步骤：通过对固相铝粉末和固相SiC粉末的混合粉末进行加压而使所述固相铝粉末通过固相扩散进行一体化以形成铝基质，使SiC分散在铝基质中。

在所述镁合金的晶粒细化剂的制备方法中，所述成型步骤可以包括如下步骤：将所述混合粉末装入并密封到金属管中；以及将SiC分散在对密封的所述金属管进行加压以使所述固相铝粉末通过固相扩散进行一体化而形成的铝基质中。

在所述镁合金的晶粒细化剂的制备方法中，所述加压通过选自挤压工艺、等静压成型工艺、热等静压(HIP)工艺，轧制工艺、注塑工艺、喷射成型工艺、爆炸成型、冲击波成型工艺和磁脉冲成型工艺中的至少一个工艺来实现。