[发明专利]一种多元增强的耐热耐蚀镁合金及其制造方法

权利要求书

1.一种多元增强的耐热耐蚀镁合金，其特征是，所述镁合金的原料组分及质量百分含量如下，Gd：3.5～5.0%、Y：1.0～3.0%、Nd：0.5～0.8%、Zn：0.8～1.5%、Ca：0.3～0.8%、Zr：0.3～0.6%，纳米级NdN颗粒：0.5～1.5%，余量为Mg，其中Gd、Y和Nd三种稀土元素的质量百分含量由多到少顺序为Gd>Y>Nd，且Gd、Y和Nd三种稀土元素总添加量的质量分数不超过10%，纳米级NdN颗粒的粒径为80～150 nm。

2.根据权利要求1所述的多元增强的耐热耐蚀镁合金，其特征是，所述镁合金的原料组分及质量百分含量如下，Gd：3.5%、Y：1.0%、Nd：0.5%、Zn：0.8%、Ca：0.3%、Zr：0.3%，纳米级NdN颗粒：0.5%，余量为Mg。

3.根据权利要求1所述的多元增强的耐热耐蚀镁合金，其特征是，所述镁合金的原料组分及质量百分含量如下，Gd：4.0%、Y：2.0%、Nd：0.6%、Zn：1.2%、Ca：0.4%、Zr：0.4%，纳米级NdN颗粒：1.0%，余量为Mg。

4.根据权利要求1所述的多元增强的耐热耐蚀镁合金，其特征是，所述镁合金的原料组分及质量百分含量如下，Gd：5.0%、Y：3.0%、Nd：0.8%、Zn：1.5%、Ca：0.8%、Zr：0.6%，纳米级NdN颗粒：1.5%，余量为Mg。

5.一种多元增强的耐热耐蚀镁合金的制造方法，其特征是，依次包括如下步骤：⑴准备配料：包括纯镁锭、纯锌锭、Mg-Gd合金、Mg-Y合金、Mg-Nd合金、Mg-Ca合金、Mg-Zr合金和纳米级NdN颗粒，原料中各元素的质量百分含量如下，Gd：3.5～5.0%、Y：1.0～3.0%、Nd：0.5～0.8%、Zn：0.8～1.5%、Ca：0.3～0.8%、Zr：0.3～0.6%，纳米级NdN颗粒：0.5～1.5%，余量为Mg，其中Gd、Y和Nd三种稀土元素的质量百分含量由多到少顺序为Gd>Y>Nd，且Gd、Y和Nd三种稀土元素总添加量的质量分数不超过10%，纳米级NdN颗粒的粒径为80～150 nm；

⑵纳米级NdN颗粒的预处理和包覆：对纳米级NdN颗粒进行预处理，使其成为均匀弥散的纳米级NdN颗粒，然后在烘箱内对纳米级NdN颗粒进行预氧化处理，取出经过预氧化处理的纳米级NdN颗粒，用清洁的纯镁箔片将其包覆，并折叠纯镁箔片确保纳米级NdN颗粒不会漏出；

⑶配料预热：将上述纯镁锭、纯锌锭、Mg-Gd合金、Mg-Y合金、Mg-Nd合金、Mg-Ca合金、Mg-Zr合金放入电阻炉中，在180 ℃～200 ℃下保温20 分钟～50 分钟备用；

⑷熔炼：将纯镁锭置于通有保护气体的熔炼炉中熔化，熔化温度控制在700 ℃，待纯镁完全熔化后，将熔炼炉升温至740～750 ℃，依次将Mg-Gd合金、Mg-Y合金和Mg-Nd合金加入熔液中，待熔化后搅拌至均匀；将熔炼炉温度降至730～740 ℃，在此温度范围内依次将纯锌锭、Mg-Ca合金和Mg-Zr合金加入熔液中，待熔化后搅拌至均匀；

⑸精炼：在730～740 ℃温度范围内，先对镁合金熔液表面进行扒渣处理，然后向镁合金熔液中加入质量百分含量为0.8～1.2%的精炼剂进行搅拌精炼，精炼时间为5～10 分钟；

⑹掺杂：将熔炼炉温度降至700～710 ℃，向镁合金熔液中加入由纯镁箔片包覆的纳米级NdN颗粒，待其沉降1～2 分钟后，再进行搅拌，使其充分混匀；

⑺浇注：将熔炼炉温度调整至720 ℃并静置20～40 分钟，然后将镁合金熔液倒入预热好的模具中，模具预热温度为180 ℃，然后挤压顶出镁合金坯料，挤压压力为100 MPa，保压时间为15～20 s；

⑻分段固溶处理：将得到的镁合金坯料放入具有保护气氛的热处理炉中进行分段固溶处理，先在300 ℃下保温2～3 小时，然后在400 ℃下保温2～3小时，再在470～520 ℃下保温6～8 小时，接着取出后水冷至室温，得到组织均匀细小的固溶处理态镁合金；

⑼人工时效处理：将所述固溶处理态镁合金进行两级人工时效处理，其中一级人工时效处理的工艺为在180～195 ℃温度下保温12～18 小时，然后空冷至室温；其中二级人工时效处理的工艺为在200～215 ℃温度下保温6～12 小时，然后空冷至室温；得到具有细小弥散分布的纳米析出相显微组织的耐热耐蚀镁合金成品。