專利名稱：一種用高能超聲制備鎂鐠中間合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稀土合金的制備方法，尤其涉及一種用高能超聲制備鎂鐠中間合金的方法。
背景技術(shù)：
稀土元素在鎂合金中的合金化或微合金化效果，得到了越來越引人注目的成績。利用稀土元素的一系列優(yōu)勢，諸如細(xì)化晶粒、凈化熔體等，諸多學(xué)者在此基礎(chǔ)上已開發(fā)了眾多稀土鎂合金，它們具有強度高、抗蠕變性好、抗蝕性強等優(yōu)異性能，從而滿足了鎂合金在眾多領(lǐng)域中的使用要求。因此，對鎂合金中稀土的強化原理、對微觀組織的作用機(jī)理等一系列理論的深入，將有助于提高我國鎂合金產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)ー步鞏固我國鎂合金大國的地位。
目前，在鎂合金中添加稀土元素主要的形式有單質(zhì)純稀土、混合稀土、中間合金等三種形式。因為稀土元素化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡苯右詥钨|(zhì)稀土或混合稀土形式加入到合金時，具有以下缺點首先，容易氧化，再加入到鎂合金熔體前需要去除氧化皮；其次，稀土元素的熔點較高，通過物理擴(kuò)散或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的形式，加入到鎂合金熔體中后會逐步溶于合金中。因為稀土原子的擴(kuò)散速度比較慢，合金熔煉時間長；第三，有研究表明，在720 V下，混合稀土加入到鎂合金熔體中，經(jīng)30 min保溫后收得率為23. 1%，保溫60 min后收得率為34.8%，但是，通過中間合金形式加入，在710で下只保溫10 min，收得率就達(dá)94%。所以采用鎂稀土中間合金能夠較容易得獲得優(yōu)良的合金。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種用高能超聲制備鎂鐠中間合金的方法，它具有エ藝簡單、操作安全，同時所制備合金含量穩(wěn)定的優(yōu)點。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，一種用高能超聲制備鎂鐠中間合金的方法，其特征在于所述制備方法包括以下步驟1)首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將稀土鐠用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，然后在721°C 725°C范圍內(nèi)保溫10 15 min ；2)將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行間歇式超聲處理，超聲強度為0. 81kw/cm2 0. 9kw/cm2，超聲時間為15 20 min，高能超聲每次施加時間10 15 S，間歇時間10 15 s ;3)在721°C 725°C溫度范圍內(nèi)精煉除雜，澆鑄取樣；所述稀土鐠為顆粒狀或粉末狀；所述合金熔體中稀土鐠質(zhì)量占總重量的14% ;所述稀土鐠顆粒直徑為20-100um ;所述稀土鐠的純度為99. 9%。本發(fā)明的技術(shù)效果是采用本發(fā)明得到的鎂鐠中間合金含量穩(wěn)定，能有效避免稀土燒損，減少氧化夾雜以及成分偏析等優(yōu)點，而且エ藝簡單、安全可靠，操作方便。


圖I為本發(fā)明制備的鎂鐠中間合金顯微組織金相圖。
具體實施例方式實施例I :首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將直徑為20-100um稀土鐠顆粒(Pr的純度為99. 9%)用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，其中合金熔體中稀土鐠質(zhì)量占總重量的14%，然后在721°C下保溫10 min。將超聲變幅桿伸入熔體中，進(jìn)行間歇式超聲處理。超聲強度為0. 81kw/cm2,超聲時間為15 min,高能超聲姆次施加時間10 s,間歇時間10 S。在721°C下精煉除雜，澆鑄取樣。實施例2 :首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將粉末狀稀土鐠(Pr的純度為99. 9%)用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，其中合金熔體中稀土鐠質(zhì)量占總重量的14%，然后在723°C下保溫12 min。將超聲變幅桿伸入熔體中，進(jìn)行間歇式超聲處理。超聲強度為0. 86kw/cm2，超聲時間為18 min，高能超聲每次施加時間13 S，間歇時間13 S。在723°C下精煉除雜，澆鑄取樣。
實施例3 :首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將粉末狀稀土鐠(Pr的純度為99. 9%)用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，其中合金熔體中稀土鐠質(zhì)量占總重量的14%，然后在725°C下保溫15 min。將超聲變幅桿伸入熔體中，進(jìn)行間歇式超聲處理。超聲強度為0. 9kw/cm2，超聲時間為20 min，高能超聲每次施加時間15 S，間歇時間15 S。在725°C下精煉除雜，澆鑄取樣。附圖I為實施例3得到的鎂鐠中間合金顯微組織金相圖，從圖中可以看出獲得的鎂鐠中間合金組織中共晶組織分布的很均勻，形狀也很圓整。超聲波導(dǎo)入合金熔體時，聲波的傳播將會出現(xiàn)許多非線性效應(yīng)，其中主要表現(xiàn)為空化和聲流效應(yīng)，空化和聲流所引發(fā)的力學(xué)效應(yīng)中的攪拌、分散、沖擊破壞和熱學(xué)效應(yīng)中整體加熱、邊界處的局部加熱作用，顯著改善鐠在純鎂熔液中的潤濕性，使得經(jīng)過高能超聲處理的鎂鐠中間合金中的鐠能夠均勻的分散在鎂溶液中，消除成分偏祈，減少氧化夾雜。在實驗過程中鐠的加入是用鋁箔紙包裹好的，能夠有效的避免稀土的氧化和燒損。從而所制得的鎂鐠中間合金成分穩(wěn)定，氧化夾雜以及成分偏析少。綜上所述，也可從圖中看出，采用本發(fā)明得到的鎂鐠中間合金的組織中共晶組織圓整且分布均勻，而且エ藝簡單、安全可靠，操作方便。
權(quán)利要求
1.一種用高能超聲制備鎂鐠中間合金的方法，其特征在于所述制備方法包括以下步驟I)首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將稀土鐠用鋁箔紙包裏，加入到上述純鎂熔體中，然后在721°C 725°C范圍內(nèi)保溫10 15 min ；2)將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行間歇式超聲處理，超聲強度為0. 81kw/cm2 0. 9kw/cm2,超聲時間為15 20 min,高能超聲姆次施加時間10 15 S，間歇時間10 15 s ;3)在721°C 725°C溫度范圍內(nèi)精煉除雜，澆鑄取樣。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種用高能超聲制備鎂鐠中間合金的方法，其特征在于所述稀土鐠為顆粒狀或粉末狀。
3.如權(quán)利要求I所述的ー種用高能超聲制備鎂鐠中間合金的方法，其特征在于所述合金熔體中稀土鐠質(zhì)量占總重量的14%。
4.如權(quán)利要求2所述的ー種用高能超聲制備鎂鐠中間合金的方法，其特征在于所述稀土鐠顆粒直徑為20-100um。
5.如權(quán)利要求I至4任一項所述的一種用高能超聲制備鎂鐠中間合金的方法，其特征在于所述稀土鐠的純度為99. 9%。
全文摘要
一種用高能超聲制備鎂鐠中間合金的方法，它包括以下步驟1)首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將稀土鐠用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，然后在721℃～725℃范圍內(nèi)保溫10～15min；2)將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行間歇式超聲處理，超聲強度為0.81kw/cm2～0.9kw/cm2，超聲時間為15～20min，高能超聲每次施加時間10～15s，間歇時間10～15s；3)在721℃～725℃溫度范圍內(nèi)精煉除雜，澆鑄取樣；采用本發(fā)明得到的鎂鐠中間合金含量穩(wěn)定，能有效避免稀土燒損，減少氧化夾雜以及成分偏析等優(yōu)點，而且工藝簡單、安全可靠，操作方便。
文檔編號C22C1/02GK102776393SQ201210246319
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者杜磊, 王志錄, 胡志, 閆洪, 阮先明 申請人:南昌大學(xué)