專利名稱：一種超高塑性、高強(qiáng)度鑄造鎂合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，特別是涉及一種超高塑性、高強(qiáng)度鑄造鎂合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
鎂合金作為最輕的工程結(jié)構(gòu)金屬材料，具有許多優(yōu)異的獨(dú)特性能，如比強(qiáng)度高、比剛度 高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，兼有良好的阻尼減震和電磁屏蔽性能，良好的再生回用等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、 通訊設(shè)備、航空等領(lǐng)域中具有良好的應(yīng)用前景。尤其在輕量化方面，具有難以替代的顯著優(yōu) 勢(shì)。然而，鎂的晶體結(jié)構(gòu)為密排六方，滑移系少，塑性變形能力差，在很大程度上限制了其 應(yīng)用。鑄造鎂合金能夠成型復(fù)雜形狀，在生產(chǎn)中備受青睞，但鑄造鎂合金的缺點(diǎn)是塑性較差。 專利200610045693.1和200710011886.X分別給出了改善鎂合金性能的途徑。然而，其工藝 相對(duì)較復(fù)雜。此外，目前鎂合金的種類較少，難以滿足不同工況的要求，急需研制出一種超 高塑性、高強(qiáng)度鑄造鎂合金。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單、可靠，且易于推廣應(yīng)用的超高塑性、高強(qiáng)度鑄造鎂 合金及其制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是在氣體保護(hù)下，將預(yù)熱后的純鎂在預(yù)定的較低溫度下進(jìn)行熔化， 然后將一定比例的錫和鋁加入到熔體中，待完全熔化后攪拌均勻，再升溫至較高預(yù)定溫度精 煉和清渣處理，最后澆注成錠。
一種超高塑性、高強(qiáng)度鑄造鎂合金，該合金的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為錫0.5-8.0， 鋁1.0-6.0，其余為鎂。
所述的錫含量質(zhì)量百分比為2.0~5.0，鋁含量質(zhì)量百分比為2.04.0;
根據(jù)上述的一種超高塑性、高強(qiáng)度鑄造鎂合金的制備方法，該方法包括以下步驟
(1) 按照鎂合金成分比例進(jìn)行備料；
(2) 在氣體保護(hù)熔煉爐中，先將按比例配制的純鎂錠在坩堝中預(yù)熱至350400°C，然后 升溫至650-68(TC進(jìn)行熔化；
(3) 分別將按比例配制的并經(jīng)過(guò)200'C預(yù)熱的純錫和純鋁加入鎂熔體中，繼續(xù)在650-680 'C靜置保溫5-10分鐘，然后攪拌2-20分鐘，使成分均勻；
(4) 加入2號(hào)熔劑，將溫度升溫至730-82(TC，靜置保溫5-IO分鐘，吹氬氣精煉，清渣處理后，直接澆注成錠。
本發(fā)明與目前已有的技術(shù)相比具有以下特點(diǎn)-
本發(fā)明提供一種工藝簡(jiǎn)單、可靠，操作方便，且易于推廣應(yīng)用的鑄造鎂合金的成分及制 備方法。
1) 該鑄造鎂合金具有超高塑性，同時(shí)具有高強(qiáng)度，如鑄態(tài)條件下，成分優(yōu)化后的合金 可獲得延伸率為20-35%、抗拉強(qiáng)度為220-250MPa、多次軋制變形率大于80-85%。
2) 錫和鋁作為合金元素，本申請(qǐng)專利的成分范圍未見(jiàn)報(bào)道；
3) 采用鑄造方法生產(chǎn)，工藝簡(jiǎn)單；
4) 采用低溫熔煉和元素均勻化，升至高溫精煉和清渣，最大程度減少氧化燒損和污染；
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
(1) 按質(zhì)量百分比稱取原材料為純錫0.5%，純鋁1%，其余為鎂；
(2) 在氣體保護(hù)熔煉爐中，先將上述含量的純鎂錠在坩堝中預(yù)熱至350~400°C，然后升 溫至650"680。C進(jìn)行熔化；
(3) 分別將上述含量的并且經(jīng)過(guò)200'C預(yù)熱的純錫和純鋁加入鎂熔體中，繼續(xù)在650-680 'C靜置保溫5-10分鐘，然后攪拌2-20分鐘，使成分均勻；
(4) 加入2號(hào)熔劑，將溫度升溫至730-82CTC，靜置保溫5-IO分鐘，吹氬氣精煉，清渣 處理后，直接澆注成錠，制得Mg-0.5Sn-lAl合金。
實(shí)施例二
(1) 按質(zhì)量百分比稱取原材料為純錫2%，純鋁2%，其余為鎂；
(2) 在氣體保護(hù)熔煉爐中，先將上述含量的純鎂錠在坩堝中預(yù)熱至350400°C，然后升 溫至650"680'C進(jìn)行熔化；
(3) 分別將上述含量的并且經(jīng)過(guò)20(TC預(yù)熱的純錫和純鋁加入鎂熔體中，繼續(xù)在650-680 'C靜置保溫5-IO分鐘，然后攪拌2-20分鐘，使成分均勻；
(4) 加入2號(hào)熔劑，將溫度升溫至730-82(TC，靜置保溫5-10分鐘，吹氬氣精煉，清渣 處理后，直接澆注成錠，制得Mg-2Sn-2Al合金。
實(shí)施例三
(1) 按質(zhì)量百分比稱取原材料為純錫3%，純鋁3%，其余為鎂；
(2) 在氣體保護(hù)熔煉爐中，先將上述含量的純鎂錠在坩堝中預(yù)熱至35040(TC，然后升 溫至650-680'C進(jìn)行熔化；
(3) 分別將上述含量的并且經(jīng)過(guò)200。C預(yù)熱的純錫和純鋁加入鎂熔體中，繼續(xù)在650-680 "C靜置保溫5-IO分鐘，然后攪拌2-20分鐘，使成分均勻；
(4) 加入2號(hào)熔劑，將溫度升溫至730-820°C ，靜置保溫5-10分鐘，吹氬氣精煉，清渣處理后，直接澆注成錠，制得Mg-3Sn-3A1合金。該合金鑄造性能為延伸率大于30-35%、 抗拉強(qiáng)度大于為230-250MPa、變形率大于85%。 實(shí)施例四
(1) 按質(zhì)量百分比稱取原材料為純錫5%，純鋁2%，其余為鎂；
(2) 在氣體保護(hù)熔煉爐中，先將上述含量的純鎂錠在坩堝中預(yù)熱至35(M0(TC，然后升 溫至650-680。C進(jìn)行熔化；
(3) 分別將上述含量的并且經(jīng)過(guò)20(TC預(yù)熱的純錫和純鋁加入鎂熔體中，繼續(xù)在650-680 'C靜置保溫5-IO分鐘，然后攪拌2-20分鐘，使成分均勻；
(4) 加入2號(hào)熔劑，將溫度升溫至730-82CTC，靜置保溫5-10分鐘，吹氬氣精煉，清渣 處理后，直接澆注成錠，制得Mg-5Sn-2Al合金。
實(shí)施例五
(1) 按質(zhì)量百分比稱取原材料為純錫5%，純鋁4%，其余為鎂；
(2) 在氣體保護(hù)熔煉爐中，先將上述含量的純鎂錠在坩堝中預(yù)熱至35040(TC，然后升 溫至650-680'C進(jìn)行熔化；
(3) 分別將上述含量的并且經(jīng)過(guò)20(TC預(yù)熱的純錫和純鋁加入鎂熔體中，繼續(xù)在650~680 'C靜置保溫5-10分鐘，然后攪拌2-20分鐘，使成分均勻；
(4) 加入2號(hào)熔劑，將溫度升溫至730-82(TC，靜置保溫5-10分鐘，吹氬氣精煉，清渣 處理后，直接澆注成錠，制得Mg-5Sn^4Al合金。
實(shí)施例六
(1) 按質(zhì)量百分比稱取原材料為純錫2%，純鋁4%，其余為鎂；
(2) 在氣體保護(hù)熔煉爐中，先將上述含量的純鎂錠在坩堝中預(yù)熱至35040(TC，然后升 溫至650-68(TC進(jìn)行熔化；
(3) 分別將上述含量的并且經(jīng)過(guò)20(TC預(yù)熱的純錫和純鋁加入鎂熔體中，繼續(xù)在650-680 °〇靜置保溫5-10分鐘，然后攪拌2-20分鐘，使成分均勻；
(4) 加入2號(hào)熔劑，將溫度升溫至730-82(TC，靜置保溫5-IO分鐘，吹氬氣精煉，清渣 處理后，直接澆注成錠，制得Mg-2Sn^4Al合金。
實(shí)施例七
(1) 按質(zhì)量百分比稱取原材料為純錫8%，純鋁1%，其余為鎂；
(2) 在氣體保護(hù)熔煉爐中，先將上述含量的純鎂錠在坩堝中預(yù)熱至35040(TC，然后升 溫至650"680'C進(jìn)行熔化；
(3) 分別將上述含量的并且經(jīng)過(guò)20(TC預(yù)熱的純錫和純鋁加入鎂熔體中，繼續(xù)在650-680 'C靜置保溫5-IO分鐘，然后攪拌2-20分鐘，使成分均勻；
(4) 加入2號(hào)熔劑，將溫度升溫至730-820°C，靜置保溫5-10分鐘，吹氬氣精煉，清渣 處理后，直接澆注成錠，制得Mg-8Sn-lAl合金。實(shí)施例八
(1) 按質(zhì)量百分比稱取原材料為純錫8%，純鋁6%，其余為鎂；
(2) 在氣體保護(hù)熔煉爐中，先將上述含量的純鎂錠在坩堝中預(yù)熱至350400°C，然后升 溫至650"68(TC進(jìn)行熔化；
(3) 分別將上述含量的并且經(jīng)過(guò)20(TC預(yù)熱的純錫和純鋁加入鎂熔體中，繼續(xù)在650-680 'C靜置保溫5-10分鐘，然后攪拌2-20分鐘，使成分均勻；
(4) 加入2號(hào)熔劑，將溫度升溫至730-820'C，靜置保溫5-IO分鐘，吹氬氣精煉，清渣 處理后，直接澆注成錠，制得Mg-8Sn-6Al合金。
實(shí)施例九
(1) 按質(zhì)量百分比稱取原材料為純錫3%，純鋁6%，其余為鎂；
(2) 在氣體保護(hù)熔煉爐中，先將上述含量的純鎂錠在坩堝中預(yù)熱至35040(TC，然后升 溫至650-680'C進(jìn)行熔化；
(3) 分別將上述含量的并且經(jīng)過(guò)20(TC預(yù)熱的純錫和純鋁加入鎂熔體中，繼續(xù)在650-680 'C靜置保溫5-IO分鐘，然后攪拌2-20分鐘，使成分均勻；
(4) 加入2號(hào)熔劑，將溫度升溫至730-820°C，靜置保溫5-10分鐘，吹氬氣精煉，清渣 處理后，直接澆注成錠，制得Mg-3Sn-6Al合金。該合金鑄造性能為延伸率大于20-25%、 抗拉強(qiáng)度大于為240-250MPa。
實(shí)施例十
(1)按質(zhì)量百分比稱取原材料為純錫4%，純鋁3%，其余為鎂； P)在氣體保護(hù)熔煉爐中，先將上述含量的純鎂錠在坩堝中預(yù)熱至350400°C，然后升 溫至650-680。C進(jìn)行熔化；
(3) 分別將上述含量的并且經(jīng)過(guò)20(TC預(yù)熱的純錫和純鋁加入鎂熔體中，繼續(xù)在650~680 'C靜置保溫5-10分鐘，然后攪拌2-20分鐘，使成分均勻；
(4) 加入2號(hào)熔劑，將溫度升溫至730-820°C，靜置保溫5-10分鐘，吹氬氣精煉，清渣 處理后，直接澆注成錠，制得Mg一Sn-3Al合金。
實(shí)施例十一
(1) 按質(zhì)量百分比稱取原材料為純錫3%，純鋁5%，其余為鎂；
(2) 在氣體保護(hù)熔煉爐中，先將上述含量的純鎂錠在坩堝中預(yù)熱至350~400°C，然后升 溫至650"680。C進(jìn)行熔化；
(3) 分別將上述含量的并且經(jīng)過(guò)20(TC預(yù)熱的純錫和純鋁加入鎂熔體中，繼續(xù)在650-680 'C靜置保溫5—IO分鐘，然后攪拌2—20分鐘，使成分均勻；
(4) 加入2號(hào)熔劑，將溫度升溫至730-820°C，靜置保溫5-IO分鐘，吹氬氣精煉，清渣 處理后，直接澆注成錠，制得Mg-3Sn-5Al合金。該合金變形率大于80%。
實(shí)施例十二(1) 按質(zhì)量百分比稱取原材料為純錫2%，純鋁5%，其余為鎂；
(2) 在氣體保護(hù)熔煉爐中，先將上述含量的純鎂錠在坩堝中預(yù)熱至35040(TC，然后升 溫至650-680"C進(jìn)行熔化；
(3) 分別將上述含量的并且經(jīng)過(guò)20(TC預(yù)熱的純錫和純鋁加入鎂熔體中，繼續(xù)在650-680 'C靜置保溫5-10分鐘，然后攪拌2-20分鐘，使成分均勻；
(4) 加入2號(hào)熔劑，將溫度升溫至730-820°C，靜置保溫5-10分鐘，吹氬氣精煉，清渣 處理后，直接澆注成錠，制得Mg-2Sn-5A1合金。
權(quán)利要求
1、一種超高塑性、高強(qiáng)度鑄造鎂合金，其特征在于，該合金的化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為錫0.5-8.0，鋁1.0-6.0，其余為鎂。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高塑性、高強(qiáng)度鑄造鎂合金，其特征在于，所述的錫含量 質(zhì)量百分比為2.0-5.0，鋁含量質(zhì)量百分比為2.0^.0。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高塑性、高強(qiáng)度鑄造鎂合金的制備方法，其特征在于， 該方法包括以下步驟(1) 按照鎂合金成分比例進(jìn)行備料；(2) 在氣體保護(hù)熔煉爐中，先將按比例配制的純鎂錠在坩堝中預(yù)熱至35040(TC，然后 升溫至650-680'C進(jìn)行熔化；(3) 分別將按比例配制的并經(jīng)過(guò)20(TC預(yù)熱的純錫和純鋁加入鎂熔體中，繼續(xù)在650-680 'C靜置保溫5-IO分鐘，然后攪拌2-20分鐘，使成分均勻；(4) 加入2號(hào)熔劑，將溫度升溫至730-820°C，靜置保溫5-IO分鐘，吹氬氣精煉，清渣 處理后，直接澆注成錠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超高塑性、高強(qiáng)度鑄造鎂合金及其制備方法。該合金的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為錫0.5-8.0，鋁1.0-6.0，其余為鎂。制備步驟為在氣體保護(hù)下，將預(yù)熱后的純鎂在預(yù)定的較低溫度下進(jìn)行熔化，然后將一定比例的錫和鋁加入到熔體中，待完全熔化后攪拌均勻，再升溫至較高預(yù)定溫度精煉和清渣處理，最后澆注成錠。該合金具有超高塑性和高強(qiáng)度，且制備工藝簡(jiǎn)單、可靠，易于推廣應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22C23/00GK101643871SQ200910067428
公開(kāi)日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月24日
發(fā)明者婷 何, 章 劉, 姜啟川, 王東明, 王慧遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)