CN104233028B

CN104233028B - 一种增强镁基合金及其制备方法

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Publication number: CN104233028B
Application number: CN201410427956.XA
Authority: CN
Inventors: 郭健; 郭小芳; 郭乃林
Original assignee: Yancheng Xinyang Electric Heat Material Co Ltd
Current assignee: Yancheng Xinyang Electric Heat Material Co Ltd
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2017-08-29
Anticipated expiration: 2034-08-26
Also published as: CN104233028A

Abstract

本发明涉及一种增强镁基合金，按重量百分比含量含有：Al 4‑5％，Gd 0.28‑0.30％，Si2‑2.5％，Ca 0.8‑0.9％，Zn 1.5‑1.8％，Sr 0.8‑1％、Sm 0.3‑0.5％，Nd 0.4‑0.5％，Y 0.5‑0.6％，Zr 0.3‑0.4％，Sn 0.6‑0.7％，Mn 1.2‑1.3％，Cu 0.26‑0.3％，Sb 0.3‑0.35％，Cr 0.1‑0.2％、Nb1‑1.2％，氮化硼纳米管颗粒2‑3％，石墨烯2‑4％，碳化硅晶须3‑3.5％，余量为Mg。该合金的抗拉性能、屈服性能以及韧性均较现有技术有较大幅度提高。

Description

一种增强镁基合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属材料领域，尤其是一种增强镁基合金及其制备方法。

背景技术

镁基合金具有低密度、散热好、比刚度高、比弹性量大，易回收利用等特点，在机械、电子航天航空灯领域被广泛应用，但是镁合金拉伸倾点和屈服强度低，抗蠕变性能差，限制了其应用。

中国专利CN1401804A涉及一种耐热镁基合金，该合金中加入量锑和铋，提高了镁基合金的各种性能，但是该合金仍难满足更高场合对镁基合金的要求。

中国专利CN 1431328A涉及一种耐热镁基合金，该合金中加入了钙、锌、硅等元素，提高了合金的耐热性能，该合金的应用场合仍受到较大局限。

中国专利CN102031432A涉及一种含Sn细晶镁锂锡合金，该合金中加入了锡，提高了镁基合金的强度和塑性，后续加工性能好，但是该合金的强度和拉伸性能较差。

因此现有技术中，急需提高镁基的合金的各项性能，从而拓宽其应用领域，尤其是对镁基合金要求较高的领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温性能优良、压力加工成型性好、拉伸性能好以及强度高的镁基合金。

为了达到此目的，本发明采用以下技术方案：

一种增强镁基合金，其特征在于，按重量百分比含量含有：Al 4-5％，Gd 0.28-0.30％，Si2-2.5％，Ca 0.8-0.9％，Zn 1.5-1.8％，Sr 0.8-1％、Sm 0.3-0.5％，Nd 0.4-0.5％，Y 0.5-0.6％，Zr 0.3-0.4％，Sn 0.6-0.7％，Mn 1.2-1.3％，Cu 0.26-0.3％，Sb0.3-0.35％，Cr 0.1-0.2％、Nb1-1.2％，氮化硼纳米管颗粒2-3％，石墨烯2-4％，碳化硅晶须3-3.5％，余量为Mg。

上述增强镁基合金优选的组成为：

按重量百分比含量含有：Al 4.5％，Gd 0.29％，Si 2.3％，Ca 0.85％，Zn 1.7％，Sr 0.9％、Sm 0.4％，Nd 0.45％，Y 0.55％，Zr 0.35％，Sn 0.65％，Mn 1.25％，Cu 0.28％，Sb 0.32％，Cr 0.15％、Nb 1.1％，氮化硼纳米管颗粒2.5％，石墨烯3％，碳化硅晶须3.2％，余量为Mg。

所述镁基合金的制备方法如下：

(1)原料准备，按产品成分准备相应的纯Mg锭、纯Al锭，以及其他合金元素，以及氮化硼纳米管颗粒，碳化硅晶须，石墨烯颗粒；

(2)在氮气保护下，先将纯Mg、Al融化后，按产品组成加入其它合金元素，待充分融化后，再加入碳化硅晶须、氮化硼纳米管以及石墨烯，进一步熔炼，熔炼的同时进行搅拌，熔炼完成抽充分静置。

(3)精炼，继续升高温度至730℃以上，进行精炼。

(4)浇铸并冷却。

本发明的制备方法还可以包括现有技术中常见的热处理。

本发明具有以下优点：

氮化硼、石墨烯以及碳化硅晶须的加入，上述三种物质共同作用提高了镁基合金的各种力学性能。

三种稀土元素Sm、Nd、Y以及非稀土元素Nb的加入，改变了合金的微观组织结构，提高了镁基合金的耐热性能，并且提高了其铸造性能。

优化了各种成分的比例，进一步提高了镁基合金的各种性能。优选，所述继续升高温度至800、900、1000、1100、1200℃。

具体实施方式

实施例1：

镁基合金，重量百分比含量含有：Al 4％，Gd 0.28％，Si 2％，Ca 0.8％，Zn1.5％，Sr 0.8％、Sm 0.3％，Nd 0.4％，Y0.5％，Zr 0.3％，Sn 0.6％，Mn 1.2-％，Cu0.26％，Sb 0.3％，Cr 0.1％、Nb 1％，氮化硼纳米管颗粒2％，石墨烯2％，碳化硅晶须3％，余量为Mg。

所述镁基合金的制备方法如下：

(3)精炼，继续升高温度至730℃左右，进行精炼。

(4)浇铸并冷却。

实施例2：

一种增强镁基合金，其特征在于，按重量百分比含量含有：Al 5％，Gd 0.30％，Si2.5％，Ca 0.9％，Zn 1.8％，Sr 1％、Sm 0.5％，Nd 0.5％，Y 0.6％，Zr 0.4％，Sn 0.7％，Mn1.3％，Cu 0.3％，Sb 0.35％，Cr 0.2％、Nb 1.2％，氮化硼纳米管颗粒3％，石墨烯4％，碳化硅晶须3.5％，余量为Mg。

所述镁基合金的制备方法如下：

(1)原料准备，按产品成分准备相应的纯Mg锭、纯Al锭，以及其他合金元素，以及氮化硼纳米管颗粒，碳化硅晶须，石墨烯颗粒

(3)精炼，继续升高温度至780℃左右，进行精炼。

(4)浇铸并冷却。

实施例3：

一种增强镁基合金，其特征在于，按重量百分比含量含有：Al 4.5％，Gd 0.29％，Si 2.3％，Ca 0.85％，Zn 1.7％，Sr 0.9％、Sm 0.4％，Nd 0.45％，Y 0.55％，Zr 0.35％，Sn0.65％，Mn1.25％，Cu 0.28％，Sb 0.32％，Cr 0.15％、Nb 1.1％，氮化硼纳米管颗粒2.5％石墨烯3％，碳化硅晶须3.2％，余量为Mg。

所述镁基合金的制备方法如下：

(3)精炼，继续升高温度至750℃，进行精炼。

(4)浇铸并冷却。

表1：实施例1-3合金的力学性能

实施例	抗拉强度(MPa)	屈服强度(MPa)	断裂韧性(MPam^1/2)
				1	511	405	11
2	523	424	12.5
				3	554	436	13.1

从表1可以看出，本申请所制得的合金的抗拉强度、屈服强度以及断裂韧性均优于现有技术。

Claims

1.一种增强镁基合金的制备方法，按重量百分比含量含有：Al 4-5％，Gd 0.28-0.30％，Si2-2.5％，Ca 0.8-0.9％，Zn 1.5-1.8％，Sr 0.8-1％、Sm 0.3-0.5％，Nd 0.4-0.5％，Y 0.5-0.6％，Zr 0.3-0.4％，Sn 0.6-0.7％，Mn 1.2-1.3％，Cu 0.26-0.3％，Sb0.3-0.35％，Cr 0.1-0.2％、Nb 1-1.2％，氮化硼纳米管颗粒2-3％，石墨烯2-4％，碳化硅晶须3-3.5％，余量为Mg；

其特征在于：

(2)在氮气保护下，先将纯Mg、Al融化后，按产品组成加入其它合金元素，待充分融化后，再加入碳化硅晶须、氮化硼纳米管以及石墨烯，进一步熔炼，熔炼的同时进行搅拌，熔炼完成抽充分静置；

(3)精炼，继续升高温度至730℃以上，进行精炼；

(4)浇铸并冷却。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述继续升高温度至800℃。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述继续升高温度至900℃。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述继续升高温度至1000℃。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述继续升高温度至1100℃。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述继续升高温度至1200℃。