[发明专利]含Ca和重稀土Gd的压铸耐热镁合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种金属材料技术领域的压铸耐热镁合金及其制备方法，具体是一种含Ca和重稀土Gd的压铸耐热镁合金及其制备方法。

背景技术

当前轻量化逐渐成为现代汽车的发展方向，镁合金作为最有前途的轻合金在汽车工业中将得到更广泛的应用。而目前汽车上的镁合金件，基本上都是压铸件。现有铸造镁合金中，以AZ91D、AM50等合金的应用最为广泛，这些镁合金具有优良的力学性能、耐腐蚀性能和压铸性能。然而，当工作温度超过120℃时，这些合金的蠕变性能急剧下降，因此不能用于生产汽车动力传动和承载系统等结构件。目前正在研究和开发的汽车用耐热镁合金主要有Mg-Al-RE、Mg-Al-Ca、Mg-Zn-Al-Ca、Mg-Al-Ca-RE、Mg-Al-Sr、Mg-Al-Si等合金系。

经对现有技术的文献检索发现，Ifeanyi A.Anyanwu等人在《MaterialsScience and Engineering A》，2004，380：93-99，“Effect of substitutingcerium-rich mischmetal with lanthanum on high temperature properties ofdie-cast Mg-Zn-Al-Ca-RE alloys”一文中研究了Mg-5Al-05Zn-1Ca-RE合金，通过向Mg-5Al-05Zn-1Ca合金中添加重量百分比为3％的镧，合金中形成了具有高热稳定性的Al₂Ca相和Al₂RE相，提高合金的蠕变性能，使合金在200℃、50MPa条件下，经100小时蠕变量为0.32％。但是，由于合金中的Al₂Ca延晶界呈网状分布，降低了合金的延伸率，合金的塑性较差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种含Ca和重稀土Gd的压铸耐热镁合金及其制备方法，使其通过向Mg-Al基镁合金中添加Ca、Mg-Gd等中间合金，以改善合金的力学性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所涉及的含Ca和重稀土Gd的压铸耐热镁合金，包含的组分及其重量百分比为：Al 3.0-8.0％，Ca 0.1-3.0％，Gd 0.1-3.0％，Mn 0-0.50％，杂质元素Fe＜0.005％，Cu＜0.015％，Ni＜0.002％，余量为Mg。

上述组分及其重量百分比进一步优选为：4-6％Al，1.5-2.5％Ca，1.8-2.5％Gd，0.2-0.5％Mn杂质元素Fe＜0.005％，Cu＜0.015％，Ni＜0.002％，其余为Mg。

本发明所涉及的含Ca和重稀土Gd的压铸耐热镁合金的制备方法，包括如下步骤：

第一步，按照上述重量百分比称取原料，原料为：镁锭，工业纯铝，工业纯钙，Al-Mn中间合金，Mg-Gd中间合金；

第二步，将工业纯镁在N₂和SF₆混合气体的保护下加热，待镁完全熔化后，在650-680℃加入工业纯铝，工业纯钙和Al-Mn中间合金，在660-680℃加入Mg-Gd中间合金，升温至740-760℃并在该温度下保温30分钟，待镁液冷却至670～690℃后进行压铸。

所述镁锭，其镁含量的质量分数大于99.9％。

所述N₂和SF₆混合气体，其中SF₆体积分数为0.2％。

所述保温，其时间为30分钟。