[发明专利]一种耐热镁合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于合金材料金属领域，具体涉及一种耐热镁合金，同时还涉及一种耐热镁合金的制备方法。

背景技术

镁及镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料，在许多应用领域都具有十分显著的优势，特别是在航空航天、汽车摩托车和高速轻轨列车方面具有难以替代的优势。目前商用镁合金基本上可以分为铸造镁合金和变形镁合金两大类。在铸造镁合金中AZ系由于具有低廉的价格和良好的铸造工艺而应用最为广泛，主要有AZ91系列和AM60/50系列，但是该系列合金存在塑性较差以及高温强度较低的缺陷。

为了适应市场需求，提高镁合金的应用范围和领域，科研工作者对现有的镁合金进行了微合金化和晶粒细化等研究，力求提高镁合金的室温和高温力学性能，所用的合金化元素主要有稀土元素、碱土元素以及铝、锌、锡等元素。Mg-Al-Si、Mg-Al-RE、Mg-Al-Ca、Mg-Al-Sn、Mg-Al-Ca-RE、Mg-Y-Nd等系列耐热镁合金被先后开发，但是，在上述所研制的耐热镁合金中真正得到应用的仅有少数，如Mg-Al-RE系列中的AE42合金、Mg-Y-Nd系列中的WE43和WE54、Mg-Al-Ca系列中的AX51以及Mg-Al-Si系列中的AS41和AS21等，这些得到应用的耐热镁合金也因为各自不同的问题使得应用范围受到限制：如AE42和WE43等均含有大量的RE等贵金属元素，合金成本较高限制了其广泛应用；而对于含Si的AS41和AS21合金，其组织中存在粗大汉字状的Mg2Si相，损害了其力学性能。因此，有必要研发经济性高、强度和塑性好、蠕变性能优异的新型耐热镁合金，能够很大程度上扩大镁合金的应用范围，具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐热镁合金，解决现有镁合金不能同时兼顾低成本和高使用性能的问题。

本发明的第二个目的是提供一种耐热镁合金的制备方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种耐热镁合金，由以下质量百分比的组分组成：3％～8％Al，0.5％～1.5％Zn，0.1～0.7％Sr，0.3％～1.5％CaO，余量为Mg和不可避免的杂质。

本发明的耐热镁合金是以镁、铝、锌、氧化钙以及中间合金Mg-Sr为原料熔炼铸造并经过固溶和时效热处理制备而成。

一种上述的耐热镁合金的制备方法，包括下列步骤：

1)将原料镁、锌、铝在CO2+SF6混合气体保护下熔化，形成合金熔液A；

2)当合金熔液A的温度为680～700℃时，加入中间合金Mg-Sr和氧化钙并保温10min，待合金全部熔化后去除表面浮渣，升温至720℃后，得合金熔液B；

3)待合金熔液B的温度降至680℃，浇铸到模具中，得铸态合金；

4)对步骤3)所得铸态合金进行热处理，即得所述耐热镁合金。

所述原料镁、锌、铝、中间合金Mg-Sr和氧化钙使用前经预热处理。

所述预热的温度为150～200℃。

步骤3)中所述模具在浇铸前经预热处理。

所述模具预热处理的温度为180～250℃。

步骤4)中所述热处理是对铸态合金依次进行固溶处理和实效处理。

所述固溶处理的温度为415～430℃，处理时间为10～14h。固溶处理后水冷至室温。

所述时效处理的温度为200～250℃，处理时间为10～20h。时效处理后空冷至室温。

所述固溶处理是在氧化镁粉末覆盖下进行。