[发明专利]一种抗高温蠕变的压铸镁合金及其压铸方法

说明书

一种抗高温蠕变的压铸镁合金及其压铸方法，镁合金的成分及质量百分比为：Al 8.5～9.5%，Zn 0.6～0.9%，Zr 0.1～0.3%，B 0.05～0.15%，Cr 0.05～0.1%，Yb 0.01～0.02%，Se 0.05～0.15%，Fe≤0.05%，余量为Mg和不可避免的其它杂质。压铸方法包括配料、熔化镁合金液、压铸成形和固溶时效处理。本发明在优化Al、Zn主合金元素的基础上，通过多元微合金化处理，细化α‑Mg晶粒，变质富Fe相和Mg₁₇Al₁₂、MgZn₂相，提高压铸镁合金的强度、耐热性能和抗高温蠕变性能，适合于压铸汽车、摩托车、电子电器等用镁合金零部件。

技术领域

本发明属于镁合金压铸技术领域，具体是涉及一种抗高温蠕变的压铸镁合金及其压铸方法。

背景技术

镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料，具有密度小、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、电磁屏蔽效果好等优点，在电子信息、体育运动器材、五金工具、医疗器械、交通运输、航空航天等领域具有广阔的应用潜力，如各种电子电器、电动工具的外壳，汽车发动机的缸体、缸盖、轿车侧门、仪表盘、座椅骨架等。

压铸技术可以成形各种结构复杂零部件，具有生产效率高的优点，是镁合金零部件的主要成形技术。目前压铸用镁合金主要是Mg-Al系铸造镁合金，如AZ81、AZ91等牌号的铸造镁合金，这些牌号的镁合金由于Al含量较高而具有很好的铸造流动性，非常适合于压铸成形各种形状复杂的薄壁零部件。然而这些镁合金的耐热性能较差，当温度达到150℃时，镁合金的强度会急剧下降，镁合金的高温蠕变性能比常用的铝合金低一个数量级以上，导致镁合金零部件容易出现高温蠕变失效，这极大地限制了镁合金零部件在高温环境下的应用。

因此，现有压铸用镁合金及其压铸方法仍有待改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种强度高、耐热性能好、抗高温蠕变的压铸镁合金及其压铸方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述抗高温蠕变的压铸镁合金，其特点是：该镁合金采用压铸技术制成，且由以下质量百分比的成分组成：Al 8.5～9.5%，Zn 0.6～0.9%，Zr 0.1～0.3%，B 0.05～0.15%，Cr 0.05～0.1%，Yb 0.01～0.02%，Se 0.05～0.15%，Fe ≤0.05%，余量为Mg和不可避免的其它杂质，其中，Zr与B的质量比为2:1，Cr与Yb的质量比为5:1，其它杂质单个含量小于0.01%，总量小于0.05%。

本发明所述抗高温蠕变的压铸镁合金的压铸方法，其特点是包括以下步骤：

第一步：按照镁合金的成分组成及质量百分，选用Mg10Zr5B合金、Mg5Cr1Yb合金、Mg5Se合金及纯度为99.9%的镁锭、99.7%的铝锭和99.85%的锌锭作为原材料进行配料；

第二步：在680～720℃加热熔化镁锭，然后加入占原材料总重量8.5～9.5%的铝锭、0.6～0.9%的锌锭、1～3%的Mg10Zr5B合金、1～2%的Mg5Cr1Yb合金和1～3%的Mg5Se合金，搅拌熔化成镁合金液；

第三步：对镁合金液进行精炼除气除渣后，在模具型腔温度150～200℃、压射速度1.5～2米/秒、压射比压40～50MPa、增压压力60～70MPa条件下，将镁合金液压铸成镁合金；

第四步：将压铸成的镁合金在390～400℃固溶处理6～8小时，水淬后，在150～160℃时效处理10～12小时，随炉冷却后得到抗高温蠕变的压铸镁合金，该抗高温蠕变的压铸镁合金的室温抗拉强度大于280MPa，150℃的高温抗拉强度大于220MPa，在施加应力50MPa、150℃条件下，100小时的蠕变速率小于1.8×10^-9s^-1，蠕变应变小于0.2%。