[发明专利]一种提高Mg‑Al系镁合金压铸件中温力学性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料科学领域，具体涉及一种提高Mg-Al系镁合金压铸件中温力学性能的方法。

背景技术

镁合金是目前最轻的商用金属结构材料，具有阻尼减振性能好、导热导电性优良、铸造及机加工艺性好等特点，在地面交通工具、航空航天等领域具有良好的应用前景。压铸是当前镁合金最主要的成型方法，大约90%以上的镁合金件为压铸件。工程界使用最多的Mg-Al系（包括AZ和AM系列）铸造镁合金在压铸态时力学性能相对偏低，尤其在高于100oC的中高温环境下力学性能迅速衰减、难以胜任。

为了提高Mg-Al系镁合金压铸件中温力学性能，学术界开展了大量的研究工作。目前，研究较为集中的是向Mg-Al系合金中加入Si、Ca、RE、Sr等合金元素进行强化：由文献1和2（1、An investigation on the tribological behavior of AZ91 and AZ91 + 3 wt.% RE magnesium alloys at elevated temperatures[J]. Materials & Design, 2014, (54): 544-552；2、Effects of rare earth element additions on the impression creep behavior of AZ91 magnesium alloy[J]. Metallurgical and Materials Transactions A, 2009, 40A:2190-2201.）公开了添加元素与Al形成高熔点化合物，并同时达到减少低熔点Mg₁₇Al₁₂相的目的效果（RE、Ca、Sr等）；由文献3和4（3、State diagram of the Mg-Y-Gd system in the range rich in magnesium[J]．Russian Metallurgy, 1983, 5: 178-181.；4、耐热铸造镁合金的研究应用进展[J]．轻金属，2005, 8: 49-54）公开了添加元素与Mg形成高熔点化合物（RE、Si等）；由文献5(5、Effect of Ca and rare earth elements on impression creep properties of AZ91 magnesium alloy[J]. Metallurgical and Materials Transactions A, 2010, 41A:1973-1982.)公开过合金中形成Mg-Ca或者Al-Ca强化相。

但上述文件公开的方法中也存在一些不足之处，如：加Si易形成粗大汉字状第二相、加Ca易形成脆化相、RE价格相对较贵、加Sr会影响合金液充型性能等。

此外，实践证明，T6处理（固溶+时效处理）也可以提高铸件中温性能。文献6和7（6、Dependence of internal friction of fibre-reinforeed and unreinforced AZ91 on heat treatment[J]. Materials Science and Engineering A, 2002, 324(1-2):127；7、The influence of heat treatment on damping response of AZ91D magnesium alloy[J]. Materials Science and Engineering A, 2005, 392(1-2):150-155.）报道了通过T6处理（固溶+时效处理）获得析出强化来提高重力铸造镁合金的中温性能，是改善镁合金中温性能的另一个思路。但是，对于普通的镁合金压铸件而言，由于压铸过程中存在卷气行为，内部含气量高，不适合在高达400oC左右的温度下进行固溶处理，因为这会导致压铸件内部近表面的气体受热膨胀，使压铸件表面出现“鼓泡”缺陷。因此，常规的T6处理不能应用于普通压铸镁合金件。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种操作简单，能够提高Mg-Al系镁合金压铸件组织晶粒细化效果，能够减少不连续第二相Mg₁₇Al₁₂，增加连续第二相Mg₁₇Al₁₂，能够形成Mg₂Sn高熔点质点，提高抗拉强度的提高Mg-Al系镁合金压铸件中温条件下的力学性能的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：