[发明专利]一种低收缩率镁合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金，特别涉及一种MgAlMn系低收缩率镁合金。

背景技术

随着科技的发展，以汽车为代表的交通工具需要通过减轻车身的重量，来进一步研发燃料利用率更高的新产品。在汽车制造业中，镁合金作为一种新型的轻质金属材料，被汽车制造厂家用来替代传统的铸铁，以实现减轻车身重量的目的。

目前，国产MgAlMn系压铸镁合金牌号有YM202、YM203、YM204、YM205；美国标准ASTM B的MgAlMn系压铸镁合金牌号有AM50A、AM60A、AM60B；日本标准JIS H的MgAlMn系压铸镁合金牌号有MDC2B、MDC4、MDC5；欧洲标准EN的MgAlMn系压铸镁合金牌号有EN-MC21210、EN-MC21220、EN-MC21230。这些牌号的合金，流动性、力学性能、压铸性能都十分优良，被广泛用于金属型铸造、精密铸造、低压铸造、压铸、半固态铸造、砂型铸造等铸造形式。

在实现本发明的过程中发明人发现现有技术至少存在以下问题：镁合金在铸造时，金属液在凝固成固体的过程中，受体积收缩的影响，内部应力很大，容易造成铸件表面开裂，甚至发生铸件开模即断裂的现象。这种热裂现象严重的影响了铸造镁合金的应用，影响到镁合金件尺寸和合格率。上述压铸镁合金线收缩率为1.5-2％，无法有效避免因体积收缩造成的铸件表面开裂现象。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种低收缩率镁合金。所述技术方案如下：

一种低收缩率镁合金，所述镁合金由Mg、Al、Mn、稀土(RE)、Nb、Li组成，其重量百分组成为Al 1.5-25％、Mn 0.13-2％、稀土0.0002-16％、Nb 0.0002-4％、Li 0.0002-9％，其余为Mg。

其中，所述稀土为Gd、Y、Sc、Sm、Pr、Yb、Nd、La、Ce、Tb、Dy、Ho及Er中的至少一种。

优选，所述稀土为Gd或Gd与Y、Sc、Sm、Pr、Yb、Nd、La、Ce、Tb、Dy、Ho及Er中的至少一种。

优选，其重量百分组成为Al 1.6-6.5％、Mn 0.13-0.7％、Gd 0.1-2％、Nb 0.05-1％、Li 0.02-2％，其余为Mg。

更有选，其重量百分组成为Al 4.4-6.5％、Mn 0.26-0.6％、Gd 0.1-0.8％、Nb 0.05-0.6％、Li 0.02-2％，其余为Mg。

最优选，其重量百分组成为Al 6％、Mn 0.45％、Gd 0.4％、Nb 0.2％、Li 0.5％，其余为Mg。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提供的镁合金中，RE能与Mg形成MgRE化合物，Nb能和其他元素(如Al)形成一些耐高温的金属化合物，Li有强烈的细化晶粒和净化合金液作用。由于上述元素的联合作用，使合金凝固时结晶潜热发生改变，在上述元素的吸热、放热联合作用下，本发明提供的合金液在模具中保持液态的时间明显长于现有AM系压铸镁合金，使得合金在凝固过程中，补缩充分、内部热应力小、抗热裂性能好，同时，由于本发明实施例提供的镁合金液态体积和固态体积变化很小，因此具有充型能力优良、收缩率低的特点。本发明合金还具有优良力学性能，机械加工性、流动性及压铸性良好等特性。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供的镁合金的制作工艺、热处理方法说明如下：

1、本发明实施例提供的镁合金可通过以下三种熔炼工艺制作：

工艺一：按照本发明实施例提供的镁合金组成和含量配制合金，在电阻炉中加入镁锭、铝锭、MgMn中间合金、AlNb中间合金或NbAl中间合金，给所用电阻炉升温，当加入的上述金属快熔化时采用氩气保护或者镁合金覆盖剂保护。升温到720℃-780℃时加入MgRE中间合金(如MgGd、MgY、MgNd等)或AlRE中间合金、AlLi中间合金或MgLi中间合金，并搅拌，在720℃-780℃静置保温30分钟，得合金液。用所得合金液浇一小块样品，检测其熔炼质量，如：按照气体含量检查方法进行气体含量检查，如果质量较差，需进行精炼处理；如果质量合格，将所述合金液调温到700℃-740℃扒渣，然后进行浇注，即得到本发明合金的铸件。

本工艺中电阻炉也可以用其他熔炉代替；镁合金覆盖剂和中间合金产品为市场销售产品；精炼处理方法采用本行业的常规方法。