[发明专利]Mg97Y2Zn1合金加锆增强法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种金属熔炼技术领域的方法，具体是一种Mg₉₇Y₂Zn₁合金加锆增强法。

背景技术

镁合金是在汽车、航空航空工业上的有着广阔的应用前景。而这些行业中镁合金结构件种类繁多、数量庞大，并且要求材料具有良好的力学性能。Mg₉₇Y₂Zn₁合金以其高强度、良好的延伸率、高应变超塑性、良好的热稳定性、以及较好的高温强度等满足汽车、航空航天工业的需求。目前多是采取工艺改进的思路对Mg₉₇Y₂Zn₁合金进行增强，这种办法一方面提高了强度，但另一方面却使延伸率下降。而向Mg₉₇Y₂Zn₁合金中添加锆元素改变其成分比，可以同时提高Mg₉₇Y₂Zn₁合金的强度和延伸率，全面改善其力学性能。

经对现有技术的文献检索发现，Kawamura Y.等在《Materials Transactions》(材料学报-第42卷第7期第1172～1176页)上发表的“Rapidly solidifiedpowder metallurgy Mg₉₇Zn₁Y₂ alloys with excellent tensile yield strengthabove 600MPa”(快速固化粉末方法冶炼具有600MPa以上超强延展性的Mg₉₇Zn₁Y₂合金)，该文中采用快速冷却和粉末冶金(RS P/M)条件下制取的Mg₉₇Y₂Zn₁合金具有很高的强度并具有一定延伸率，分别是610MPa和5％。其不足在于：虽然其强度很高，但是限于快速冷却和粉末冶金法的加工设备和加工过程比较复杂，对外界条件要求苛刻，无法在常温常压进行生产。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种Mg₉₇Y₂Zn₁合金加锆增强法，提高其屈服强度和抗拉强度，实现Mg₉₇Y₂Zn₁合金的力学性能全面提高。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

第一步、开电炉电源，把坩埚放入熔炼炉加热，并向坩埚中加入纯镁锭进行熔化处理，然后向熔炼炉内通入SF₆和CO₂的混合气体并升温加热，最后向熔炉中加入合金金属并保温处理，制成合金熔液；

所述的镁合金精炼剂是指：RJ～2精炼剂。

RJ系列精炼剂为粉状颗粒，除气除渣效果较好。RJ-1精炼剂多用于纯铝及非镁铝合金精炼；RJ-2精炼剂多用于高硅铝合金精炼。

所述的熔化处理是指将纯镁锭随炉升温120～180分钟；

所述的升温加热是指将坩埚升温至730～750℃；

所述的保温处理是指将温度升到750℃并且保温20～40分钟；

所述的混合气体中SF₆和CO₂的质量百分比分别为0.3％SF₆和99.7％CO₂；

所述的向熔炉中加入合金金属是指：向纯镁锭中加入纯锌金属、镁～25％钇合金和纯锆金属，使所述的纯锌金属与纯镁锭的重量比为1∶27.905，所述的镁～25％钇合金与纯镁锭的重量比为1∶2.5652，所述的纯锆金属与纯镁锭的重量比分别为1∶7980.9。

第二步、向合金熔液中加入镁合金精炼剂并进行混合搅拌后静置，使合金溶液中的杂质充分下沉；

第三步、将合金熔液进行降温扒渣处理后浇铸至金属型铸模；

所述的降温扒渣处理是指将坩埚温度降至710℃后进行扒渣。

第四步、将金属铸模中的合金模件取出进行挤压处理，获得具有增强性能的加锆Mg₉₇Y₂Zn₁合金。

所述的挤压处理是指在250℃环境下以6.25∶1的挤压比进行挤压。