[发明专利]一种耐腐蚀高强度稀土镁合金及其制造工艺

说明书

技术领域：

本发明属于镁合金稀土合金化领域，特别涉及到一种耐腐蚀高强度稀土镁合金的合金配比及其合金化工艺。

背景技术：

镁密度低(1.74g/cm³)，是工业实用金属结构材料中最轻的金属。镁及其合金的突出特点如下：镁是地球表面第六种最丰富的金属，镁的原子序数为12，相对原子质量为24.32，晶体结构为密排六方(hcp结构)，镁的熔点为650℃，在20℃时的密度为1.738g/cm³，这一特性是镁合金在结构材料中应用的基础。镁合金作为结构材料具有以下优点：重量轻、比强度高、吸震性能高、良好的铸造性能、模铸生产率高、良好的切削性能产、再生性、高散热性、抗电磁干扰、对环境友好。

由于镁合金具有如上特点，在20世纪20年代到二次世界大战结束期间得到迅速发展，由于飞行器及赛车的兴起以及对减轻重量的要求，镁合金在汽车及航空器上的应用较多，相继开发了AZ91及Mg-Zn-Zr合金，直到现在，这些合金仍广泛使用。70年代初，由于世界范围内的石油危机，汽车制造商们又转向寻求利用镁合金制造汽车部件，以减轻车重，降低油耗，此间开发了耐热的AS41及AS21合金；90年代开始，由于各国环保部门对汽车尾气排放的限制，镁合金在汽车上的应用急剧增加；同时AVCC(Audio VideoComputer Communication)产业的发展，要求部件具有减震、导热、耐冲击性，镁合金作为AVCC的外壳部件材料有取代工程塑料之势。预计未来，随着镁合金生产技术的发展，镁合金在汽车、电子、航空领域的应用会逐步扩大。

虽然镁合金具有上述众多的优点，但是镁合金也存在着一些缺点限制了它的广泛使用。

(1)耐腐蚀性差。镁合金的化学性质活泼，在潮湿的环境下很容易腐蚀，这使得镁合金对应用环境有较高的要求，这是限制镁合金普遍应用的主要原因之。

(2)塑性差。镁具有的密排六方晶格结构使得镁合金的塑性差难以变形加工，因而大部分镁制品都是由压铸成型，限制镁合金在工业构件领域的广泛应用。

(3)耐热性差。镁合金的熔点比较低，通用的Mg-Al合金的工作温度一般不能超过120℃，而诸如汽车动力部件之类的高温部件的工作温度将达到150℃，这已超过了常用镁合金的工作温度范围，限制了镁合金在较高温度下的应用。

发明内容：

本发明的目的之一在于提供一种耐腐蚀高强度的稀土镁合金。

本发明实现其目的采用的技术方案是：一种耐腐蚀高强度的稀土镁合金，所述稀土镁合金中镁合金(包括其杂质)的质量百分比为96％～99.8％，稀土的质量百分比为0.2％～4％。

本实用新型采用上述结构后，所述的稀土为Ce和Y，其中Ce占稀土镁合金总质量的百分比为0.1％～2％；Y占稀土镁合金总质量的百分比为0.1％～2％。

所述镁合金中各合金成分及其占稀土镁合金总质量的百分比分别为：Al：8.5％～9.5％；Zn：0.4％～1％；Mn：0.2％～0.5％；杂质：0～0.0251％；余量为Mg。

本发明的另一个目的在于提供一种耐腐蚀高强度稀土镁合金的合金化工艺。

该制造工艺包含如下操作：

A.镁合金表面打磨去氧化皮；

B.将镁合金、Mg-Ce中间合金、Mg-Y中间合金分别放入烘箱中预热；

C.在坩锅内壁上喷涂料，并进行预热；

D.将预热好的镁合金放入坩锅中，待温度升至330℃-370℃时，通入混合保护气体SF₆和N₂，继续升温至650℃-680℃时，通入氩气，待合金熔化后，添加经过预热的Mg-Ce中间合金、Mg-Y中间合金，待装入的所有合金全部融化后，升温至720℃-780℃，进行搅拌、打渣，并再进行氩气精炼，然后静置，至镁液呈现光亮的镜面时为止；

E.将合金液快速浇注在已经预热的金属模具中。

其中，所述混合保护气体SF₆和N₂中SF₆的浓度最佳控制在0.01％～1％之间。

所述操作C中所用涂料中各组分的质量配比为10％±1％滑石粉、5％±1％硼酸、2.4％±1％水玻璃以及余量的水，预热至涂料呈暗红色。

所述操作D中经过预热的Mg-Ce中间合金、Mg-Y中间合金的温度控制在130℃-170℃。