一種低成本含稀土的耐熱鎂合金及其制備方法，是在ＡＺ９１Ｄ、ＡＭ５０Ｂ或ＡＭ６０Ｂ熔液中添加Ｍｇ－稀土中間合金，經(jīng)壓鑄而成，其中，該耐熱鎂合金中稀土的含量為０．１０～３．０重量％，所述的稀土為Ｌａ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、富鈰混合稀土、和富釹混合稀土中的任意一種。該方法包括：熔鑄Ｍｇ－１０～６０重量％稀土中間合金錠坯并將其擠壓成線材或棒材；將ＡＺ９１Ｄ、ＡＭ５０Ｂ或ＡＭ６０Ｂ鎂合金熔化，將該稀土中間合金的線材或棒材切成段，預(yù)熱后加入ＡＺ９１Ｄ、ＡＭ５０Ｂ或ＡＭ６０Ｂ熔液中，壓鑄成耐熱鎂合金。該鎂合金在１２０℃～２００℃的抗蠕變性能大幅度提高，可以滿足該鎂合金在油底殼、發(fā)動機(jī)缸體、自動變速箱、曲軸箱等重要部件上的應(yīng)用。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種。
技術(shù)介紹
鎂合金由于具有較小的密度(是實(shí)用結(jié)構(gòu)金屬中密度最小的一種)使其在許多場合具有十分顯著的優(yōu)勢。特別是在航空、航天、以及汽車、摩托車、高速/輕軌列車等交通工 具輕量化方面具有難以替代的優(yōu)勢。構(gòu)件的密度小可以節(jié)省能源，在高速運(yùn)動的場合還具 有慣性小的優(yōu)勢，這對于交通工具的啟動和制動具有顯著作用。傳統(tǒng)的鎂合金如AZ91D、AM50B、AM60B等獲得了廣泛的應(yīng)用，其中，AZ91D的名義成 分為Al-9、Zn-I、Mn-O. 3 ；AM50B 的名義成分為Α1-5、Μη_0. 4 ；AM60B 的名義成分為A1_6、Mn-O. 4。這些鎂合金依然是目前應(yīng)用量最大的幾種鎂合金。這類鎂合金的突出特點(diǎn)是具有 優(yōu)異的壓鑄工藝性能，這是它們獲得廣泛應(yīng)用的主要原因之一。但是這些合金都具有一個 缺點(diǎn)，就是在120°C以上溫度的抗蠕變性能特別低。另一方面，現(xiàn)有的抗蠕變、耐熱鎂合金， 例如EQ21、QE22、WE43, WE54等，由于這些合金中含有大量的稀土元素、稀有金屬鋯或貴金 屬銀，比如EQ21合金中，含稀土 1. 3 3. 0重量％、含銀1. 3 1. 7重量％、含鋯0. 4 1. 0 重量％，該合金的成本是AZ9ID的4倍以上；再如TO43合金中，含稀土 2. 4 4. 4重量％、 含釔3. 7 4. 3重量％、含鋯0. 4 1. 0重量％，該合金的成本是AZ9ID的2倍以上。制約 著鎂合金在發(fā)動機(jī)缸體、自動變速箱、曲軸箱、齒輪室蓋、油底殼等重要部件上的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種低成本含稀土的耐熱鎂合金，該耐熱鎂合金成本比 AZ91D、AM50B、AM60B等有少量增加、壓鑄工藝性能基本保持不降低，在120°C 200°C的抗 蠕變性能大幅度提高，可以滿足該鎂合金在發(fā)動機(jī)缸體、自動變速箱、曲軸箱、齒輪室蓋、油 底殼等重要部件上的應(yīng)用。本專利技術(shù)的另一個目的是提供一種低成本含稀土的耐熱鎂合金的制備方法。本專利技術(shù)的再一個目的是提供一種用于制備低成本含稀土的耐熱鎂合金的Mg-稀 土中間合金。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取以下技術(shù)方案一種低成本含稀土的耐熱鎂合金，該耐熱鎂合金是在AZ91D、AM50B或AM60B熔液 中添加Mg-稀土中間合金，經(jīng)壓鑄而成，其中，Mg-稀土中間合金的稀土的加入量為AZ91D、 AM50B或AM60B鎂合金量的0. 10 3. 0重量％，所述的稀土為La、Pr、Sm、Eu、Tb、Ho、Er、 Tm、Dy、Gd、Ce、Y、富鈰混合稀土、和富釹混合稀土中的任意一種，其中，富鈰混合稀土為Ce 的含量在40重量％以上，其余是其它稀土元素，其它稀土元素為La、Pr、Nd、Dy、Gd等其它稀土元素，其它稀土元素的數(shù)量和含量可以是不確定的；富釹混合稀土為Nd的含量在40重 量％以上，其余是其它稀土元素，其它稀土元素為La、Pr、Ce、Dy、Gd等其它稀土元素，其它 稀土元素的數(shù)量和含量可以是不確定的。上述的AZ91D名義成分為Al-9、Zn-U Mn-O. 3, AM50B 名義成分為Α1-5、Μη-0. 4、AM60B 名義成分為Α1-6、Μη_0. 4。制備低成本含稀土的耐熱鎂合金的方法，該方法包括下述過程第一步，熔鑄Mg-(10 60)重量％稀土中間合金錠坯；第二步，將Mg-(10 60)重量％稀土中間合金錠坯擠壓成Φ2πιπι Φ60πιπι的線 材或棒材；第三步，將傳統(tǒng)的AZ91D、ΑΜ50Β或ΑΜ60Β鎂合金熔化，按Mg-稀土中間合金的稀 土的加入量為AZ91D、ΑΜ50Β或ΑΜ60Β鎂合金量的0. 10 3. 0重量％，將Mg-(10 60)重 量％稀土中間合金的線材或棒材切成段，再將Mg-稀土中間合金段預(yù)熱到120 360°C，然 后加入AZ91D、AM50B或AM60B熔液中，壓鑄成耐熱鎂合金。本專利技術(shù)低成本耐熱鎂合金制備方法是以傳統(tǒng)的鎂合金如AZ91D、AM50B、AM60B為 基本合金，采取在壓鑄生產(chǎn)時，向AZ91D或AM50B或AM60B熔液中添加適量的Mg-稀土中間 合金，其中Mg-稀土中間合金是采取熔鑄_擠壓方法制備的。在本專利技術(shù)的制備低成本含稀土的耐熱鎂合金的方法中，具體步驟如下第一步，熔鑄Mg-(10 60)重量％稀土中間合金錠坯，錠坯熔鑄包括下述步驟(1)、將純鎂錠、和純稀土錠或者混合稀土錠，按Mg-IO 60重量％稀土中間合金 的成份的重量百分比進(jìn)行備料，所述的純稀土錠中的稀土為La、Pr、Sm、Eu、Tb、Ho、Er、Tm、 Dy、Gd、Ce、Y中的任意一種，所述的混合稀土錠中的混合稀土為富釹混合稀土或者富鈰混合 稀土，其中，富鈰混合稀土為Ce的含量在40重量％以上，其余是其它稀土元素；富釹混合稀 土為Nd的含量在40重量％以上，其余是其它稀土元素；(2)、將預(yù)熱爐升溫到160 660°C，并將熔化爐升溫到500 800°C，且向熔化爐 通入保護(hù)氣體；(3)、在預(yù)熱爐中，將純鎂錠預(yù)熱到100 600°C，同時將純稀土錠或者混合稀土錠 預(yù)熱到100 500 0C ；(4)、在已經(jīng)預(yù)熱的熔化爐中進(jìn)行純鎂錠的熔煉，首先將占1熔化爐的熔化重量 1/2 1/20的預(yù)熱純鎂錠加入熔化爐中，使其在保護(hù)氣體的保護(hù)下完全熔化，然后將其余 的預(yù)熱純鎂錠分批加入到熔化爐中，待前一批預(yù)熱純鎂錠熔化后，再加入下一批預(yù)熱鎂錠， 每批加入量以純鎂錠完全淹沒在鎂熔液中為準(zhǔn)；如此重復(fù)進(jìn)行，直至純鎂錠加入量達(dá)到預(yù) 定值，完全熔化后，將熔液表面的浮渣清理干凈，將溫度控制在680 860°C ；(5)、將預(yù)熱后的純稀土錠或者混合稀土錠連同盛放它們的加料筐一起沒入鎂熔 液中，加料筐為低碳鋼或高鉻鋼制成，其上密布著大量的小孔，便于稀土的溶解和擴(kuò)散；(6)、將鎂熔液溫度控制在720 860°C，待稀土完全溶解后，再在750 860°C保 溫10 60分鐘，使稀土均勻分布在鎂熔液中；(7)、最后，將Mg-稀土中間合金熔液澆注到充分預(yù)熱過的金屬型鑄造模具或者砂 型鑄造模具中凝固成錠坯，或者將Mg-稀土中間合金熔液輸送到結(jié)晶器中，進(jìn)行連續(xù)或半 連續(xù)鑄造成錠坯。第二步，將Mg-(10 60)重量％稀土中間合金錠坯擠壓成Φ2πιπι Φ60πιπι的線材或棒材，線材或棒材的擠壓包括下述步驟(1)、根據(jù)需要制備的中間合金線材或棒材的直徑，確定擠壓用錠坯的直徑。錠坯 直徑的確定原則是保證擠壓比大于10，其中，擠壓比為錠坯的橫截面積+線材或棒材的橫 截面積；(2)、采用車加工將錠坯表面車光，同時將錠坯直徑和長度加工到與擠壓機(jī)擠壓筒內(nèi)徑和長度相匹配，通常是坯料直徑比擠壓筒內(nèi)徑小3 8mm，坯料長度為坯料直徑的 1. 5 3. 0 倍；(3)、采用加熱爐將坯料加熱到360°C 550°C，保溫6 36小時；(4)、擠壓筒溫度為320°C 490°C，擠壓桿前進(jìn)速度為0. 5mm IOmm/秒。第三步，壓鑄生產(chǎn)用低成本耐熱鎂合金AZ91D+(0. 10 3.0)重量％稀土、 AM50B+(0. 10 3. 0)重量％稀土、AM60B+(0. 10 3. 0)重量％稀土的制備，包括下述步驟(1)、采用與壓鑄機(jī)配套的鎂合金熔化爐，將傳統(tǒng)的AZ91D、AM50B、AM60B鎂合金熔 化；(2)、根據(jù)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種低成本含稀土的耐熱鎂合金，其特征在于：該耐熱鎂合金是在ＡＺ９１Ｄ、ＡＭ５０Ｂ或ＡＭ６０Ｂ熔液中添加Ｍｇ－稀土中間合金，經(jīng)壓鑄而成，其中，Ｍｇ－稀土中間合金的稀土的加入量為ＡＺ９１Ｄ、ＡＭ５０Ｂ或ＡＭ６０Ｂ鎂合金量的０．１０～３．０重量％，所述的稀土為Ｌａ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、富鈰混合稀土、和富釹混合稀土中的任意一種，其中，富鈰混合稀土為Ｃｅ的含量在４０重量％以上，其余是其它稀土元素；富釹混合稀土為Ｎｄ的含量在４０重量％以上，其余是其它稀土元素。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張奎，李興剛，焦紅忠，米緒軍，熊柏青，孫銀祥，李永軍，李永華，李明東，
申請(專利權(quán))人：北京有色金屬研究總院，
類型：發(fā)明
國別省市：11[中國|北京]
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