[发明专利]一种镁铝合金的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及镁铝合金领域，特别涉及一种镁铝合金的制备方法。

【背景技术】

镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金，其特点是：密度小、比强度高、比弹性模量大、散热好、消震性好、承受冲击载荷能力比铝合金大和耐有机物和碱的腐蚀性能好。镁合金主要的合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，主要应用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门，在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。

现行市场上的镁铝合金的制作成本较高，且常规方法为使用中低温活化技术制备镁铝合金，其各个合金原料活化程度不够，影响后续的熔融处理步骤，进而影响镁铝合金的力学性能，致使镁铝合金容易磨损，进一步增加了产品的生产成本。且在镁铝合金在熔融过程中产生的晶相受挤压程度各异，不能稳定控制晶相之间的作用力，进一步影响了镁铝合金的力学性能。因此，研究一种低成本且力学性能优异、稳定、可控的镁铝合金，具有广大的市场推广前景。

【发明内容】

本发明目的在于提供一种镁铝合金的制备方法，本发明先对原料进行500～550℃的高温处理，能够对物料进行高效活化；然后在高压环境中，原料中添加稀土化合物和硅酸钙的组装物和在730～750℃高温下的技术手段进行熔融处理，能够物料熔融时间缩短至8～10h；最后采用二级射料的方式进行压铸成型。本发明能够将镁铝合金中的各个原料进行高效活化处理，促进后续的熔融处理步骤的进行，提高镁铝合金的力学性能；还能够控制原料的固熔技术，进一步提高镁铝合金的力学性能。本发明公开的镁铝合金制备方法中的物料来源广泛、价格低廉，能大幅降低加工成本，且制备的镁铝合金还具有优异的力学性能，大大拓展了镁铝合金的应用市场，具有广大的推广前景。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种镁铝合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)活化处理及熔融处理：按重量份数计，将900份镁粉、60～100份铝粉、4～9份锌粉、1.2～4.5份锰粉、0.3～0.5份铜粉、0.2～0.6份硅粉、0.05～0.08份铁粉、0.01～0.04份镍粉、0.01～0.03份铍粉和0.01～0.03份稀土化合物和硅酸钙的组装物放入熔炼设备中，以40～60℃/min的升温速度升温至500～550℃，然后往熔炼设备中通入惰性气体，使物料在3～10MPa的压力条件下活化10～12h，接着升温至730～750℃，进行熔融处理8～10h，得到熔融后的物料；

(2)压铸成型：采用二级射料的方式，将熔融后的物料压射入压铸机中表面喷涂有脱模剂的模具内，然后在锁模力为700～800T、压射力为600～630T、一速为70～80％和二速为125～140％的条件下压射5～8s，冷却8～12s后，以开模速度为75～85％的条件进行开模，得到镁铝合金成品。

在本发明中，作为进一步说明，步骤(2)所述的脱模剂喷涂在模具内的具体方法为：将模具安装在雾化喷涂设备内，使模具与电子脉冲空气助力雾化型喷嘴之间的距离为100～250mm，打开双线性激光光源，设定电子脉冲空气助力雾化型喷嘴的开关频率为10Hz、电子脉冲空气助力雾化型喷嘴打开的时间比为60％，最后将脱模剂传输至电子脉冲空气助力雾化型喷嘴中，在喷涂流量为55～65ml/min、气压为0.2～0.25MPa和液压为0.16～0.18M的条件下对模具进行脉冲雾化喷涂2s。

在本发明中，作为进一步说明，所述的激光光源的波长为1350nm。

在本发明中，作为进一步说明，所述的稀土化合物为稀土硫酸盐或稀土硝酸盐。

在本发明中，作为进一步说明，所述的稀土化合物和硅酸钙的组装物的粒径为纳米级。

在本发明中，作为进一步说明，步骤(2)所述的脱模剂为水性脱模剂。

部分原料的功能介绍如下：

镁粉，在本发明中用作制备镁铝合金的主要原料。

铝粉，在本发明中用作制备镁铝合金的主要原料。

锌粉、锰粉、铜粉、硅粉、铁粉、镍粉和铍粉，在本发明中用作制备镁铝合金的合金材料。

稀土化合物和硅酸钙的组装物，在本发明中促进镁铝合金各个原料的高度融合。

本发明具有以下有益效果：