[发明专利]一种高强高塑稀土镁合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高强高塑稀土镁合金，其特征在于，由如下按质量百分比计的成分组成：Gd 7.0～10.0％，Y 0.01～3.0％，Nd 0.01～1.2％，Er 0.01～4.0％，Sm 0.01～1.0％，La 0.01～1.0％，Ce 0.01～1.0％，Zr 0.3～0.7％，且稀土元素Gd、Y、Nd、Er、Sm、La、Ce的总含量≤13.84％，Sm、La、Ce的总含量≤1.5％；杂质元素Al≤0.02％，Cu≤0.05％，Fe≤0.05％，Ni≤0.02％，Si≤0.05％，且杂质总含量不超过0.1％，余量为Mg；

所述的高强高塑稀土镁合金的制备方法，包括合金熔铸和热处理两部分，具体包括如下步骤：

(1)合金熔铸：合金熔炼时，Mg元素以纯镁的形式加入，Gd、Y、Nd、Er、Sm、La、Ce和Zr元素分别以Mg-Gd、Mg-Y、Mg-Nd、Mg-Er、Mg-Sm、Mg-La、Mg-Ce和Mg-Zr中间合金的形式加入，先将纯镁、Mg-Gd、Mg-Y、Mg-Nd、Mg-Er、Mg-Sm、Mg-La、Mg-Ce和Mg-Zr中间合金在100～200℃条件下预热、烘干备用；将烘干的Mg-Gd、Mg-Y、Mg-Nd、Mg-Er、Mg-Sm、Mg-La、Mg-Ce中间合金和纯镁放入坩埚中，升温至740～760℃进行熔化；待坩埚中原料熔化完毕后，升温至780～800℃，加入Mg-Zr中间合金，并进行精炼；熔体静置后调整温度至720～750℃，并将熔体浇入钢模，合金成分满足上述质量百分比的要求，整个熔铸过程采用保护性气体进行保护，得到铸锭；

(2)合金热处理；合金热处理包含固溶处理和时效处理两部分：

①固溶处理：将步骤(1)所得铸锭置于电阻加热炉中，升温至300～420℃，保温2～24h，进行预析出处理，然后升温至500～540℃，并保温0.5～24h进行第一级固溶处理，再升温至560～610℃，保温0.5～3h进行第二级固溶处理后水淬；

②时效处理：经固溶处理的铸锭由室温慢速升温至180～250℃，并保温0.5～120h进行时效处理，即得高强高塑稀土镁合金。

2.权利要求1所述的高强高塑稀土镁合金的制备方法，其特征在于，包括合金熔铸和热处理两部分，具体包括如下步骤：

(1)合金熔铸：合金熔炼时，Mg元素以纯镁的形式加入，Gd、Y、Nd、Er、Sm、La、Ce和Zr元素分别以Mg-Gd、Mg-Y、Mg-Nd、Mg-Er、Mg-Sm、Mg-La、Mg-Ce和Mg-Zr中间合金的形式加入，先将纯镁、Mg-Gd、Mg-Y、Mg-Nd、Mg-Er、Mg-Sm、Mg-La、Mg-Ce和Mg-Zr中间合金在100～200℃条件下预热、烘干备用；将烘干的Mg-Gd、Mg-Y、Mg-Nd、Mg-Er、Mg-Sm、Mg-La、Mg-Ce中间合金和纯镁放入坩埚中，升温至740～760℃进行熔化；待坩埚中原料熔化完毕后，升温至780～800℃，加入Mg-Zr中间合金，并进行精炼；熔体静置后调整温度至720～750℃，并将熔体浇入钢模，合金成分满足上述质量百分比的要求，整个熔铸过程采用保护性气体进行保护，得到铸锭；

(2)合金热处理；合金热处理包含固溶处理和时效处理两部分：

①固溶处理：将步骤(1)所得铸锭置于电阻加热炉中，升温至300～420℃，保温2～24h，进行预析出处理，然后升温至500～540℃，并保温0.5～24h进行第一级固溶处理，再升温至560～610℃，保温0.5～3h进行第二级固溶处理后水淬；

②时效处理：经固溶处理的铸锭由室温慢速升温至180～250℃，并保温0.5～120h进行时效处理，即得高强高塑稀土镁合金。

3.根据权利要求2所述的高强高塑稀土镁合金的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，钢模使用前先预热至150～200℃。

4.根据权利要求2所述的高强高塑稀土镁合金的制备方法，其特征在于，步骤①中，预析出处理的升温速率为5～20K/min；第一级固溶处理的升温速率为2K/min以上。

5.根据权利要求2所述的高强高塑稀土镁合金的制备方法，其特征在于，步骤②中，升温速率为0.5～2K/min。