[发明专利]一种用高能超声制备镁钕中间合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用高能超声制备镁钕中间合金的方法。

背景技术

 稀土元素在镁合金中的合金化或微合金化效果，得到了越来越引人注目的成绩。利用稀土元素的一系列优势，诸如细化晶粒、净化熔体等，诸多学者在此基础上已开发了众多稀土镁合金，它们具有强度高、抗蠕变性好、抗蚀性强等优异性能，从而满足了镁合金在众多领域中的使用要求。因此，对镁合金中稀土的强化原理、对微观组织的作用机理等一系列理论的深入，将有助于提高我国镁合金产品的经济效益，进一步巩固我国镁合金大国的地位。

目前，在镁合金中添加稀土元素主要的形式有单质纯稀土、混合稀土、中间合金等三种形式。因为稀土元素化学性质非常活泼，直接以单质稀土或混合稀土形式加入到合金时，具有以下缺点：首先，容易氧化，再加入到镁合金熔体前需要去除氧化皮；其次，稀土元素的熔点较高，通过物理扩散或发生化学反应的形式，加入到镁合金熔体中后会逐步溶于合金中。因为稀土原子的扩散速度比较慢，合金熔炼时间长；第三，有研究表明，在720 ℃下，混合稀土加入到镁合金熔体中，经30 min保温后收得率为23.1%，保温60 min后收得率为34.8%，但是，通过中间合金形式加入，在710 ℃下只保温10 min，收得率就达94%。所以采用镁稀土中间合金能够较容易得获得优良的合金。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种用高能超声制备镁钕中间合金的方法，它具有工艺简单、操作安全，同时所制备合金含量稳定的优点。

本发明是这样来实现的，一种用高能超声制备镁钕中间合金的方法,其特征在于所述方法包括以下步骤：1）首先把纯镁锭放入坩埚内加热至熔化，把稀土钕用铝箔纸包裹，加入到上述纯镁熔体中，然后在726℃～730℃范围内保温16～19 min；2）将超声变幅杆伸入熔体中进行间歇式超声处理，超声强度为0.91kw/cm²～1.0 kw/cm²，超声时间为21～25 min，高能超声每次施加时间16～20 s，间歇时间16～20 s；3）在726℃～730℃温度范围内精炼除杂，浇铸取样；所述稀土钕为颗粒状或粉末状；所述合金熔体中稀土钕质量占总重量的12%；所述稀土钕颗粒直径为20-100um；所述稀土钕的纯度为99.9%。

本发明的技术效果是：采用本发明得到的镁钕中间合金含量稳定，能有效避免稀土烧损，减少氧化夹杂以及成分偏析等优点，而且工艺简单、安全可靠，操作方便。

附图说明

图1为本发明制备的镁钕中间合金显微组织金相图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做详细阐述，

实施例1：首先把纯镁锭放入坩埚内加热至熔化，将直径为20-100um稀土钕颗粒（Nd的纯度为99.9%）用铝箔纸包裹，加入到上述纯镁熔体中，其中稀土钕质量占总重量的12%；然后在726℃下保温16 min。将超声变幅杆伸入熔体中进行间歇式超声处理，超声强度为0.91kw/cm²，超声时间为21 min，高能超声每次施加时间16 s，间歇时间16 s。在726℃下精炼除杂，浇铸取样。

实施例2：首先把纯镁锭放入坩埚内加热至熔化，将粉末状稀土钕（Nd的纯度为99.9%）用铝箔纸包裹，加入到上述纯镁熔体中，其中稀土钕质量占总重量的12%；然后在728℃下保温18 min。将超声变幅杆伸入熔体中进行间歇式超声处理，超声强度为0.96kw/cm²，超声时间为23 min，高能超声每次施加时间18 s，间歇时间18 s。在728℃下精炼除杂，浇铸取样。

实施例3：首先把纯镁锭放入坩埚内加热至熔化，将粉末状稀土钕（Nd的纯度为99.9%）用铝箔纸包裹，加入到上述纯镁熔体中，其中稀土钕质量占总重量的12%，然后在730℃下保温19 min。将超声变幅杆伸入熔体中进行间歇式超声处理，超声强度为1.0 kw/cm²，超声时间为25 min，高能超声每次施加时间20 s，间歇时间20 s。在730℃下精炼除杂，浇铸取样。