[发明专利]高强度镁合金及其压铸方法

说明书

本发明提供了一种高强度镁合金，包括以下成分：Zn、Al、Cr、Mn、La、Ce、Nd、Yb、Y、VC、ZrC、WC、TiC、TiB₂、ZrB₂、Mg。本发明还提供了高强度镁合金的压铸方法，本发明的镁合金通过在合金中加入La等稀土元素其在镁合金中溶解度大，不仅可以起到弥散强化作用还可以起到很好的固溶强化作用，此外稀土元素还可以与原料合金中的氧、氢、氮、硫、铁等杂质元素有较强的结合作用，可以减少合金中的气体和夹杂，改善夹杂物形态，使夹杂相趋于球化，有利于夹杂物和气体的排除，也起到了熔体净化效果，并且这些加入的稀土元素的含量不同，各种稀土元素间协同作用大大提高了镁合金强度以及耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及镁合金材料技术领域，具体涉及一种高强度镁合金及其压铸方法。

背景技术

镁合金具有低密度、高比强度、较低的刚性、较大的冲击功吸收、容易切削加工以及易回收利用等优点，目前在汽车、航空航天、电子等领域得到日益广泛的应用，被认为是一种有效减轻质量、节约能源、环境友好、有利于可持续发展的理想材料。但镁合金的强度不高妨碍了其扩大应用范围。由于强度低，用于汽车等镁合金的零部件不得不增大壁厚，因此，提高镁合金的强度使其具有良好的综合性能，是新型镁合金开发的热点之一。为改善镁合金的性能，合金化对提高铸造镁合金和变形镁合金的机械性能都是行之有效的方法，铸件中微观组织的合金化能使溶质元素分布更加均匀，第二相更加细小，合金化还可以提高合金的挤压性能、轧制性能、抗热裂性能和表面光洁度等，并能降低变形镁合金加工件的生产成本。采用新的增强元素和特殊的材料复合制备工艺进一步提高镁合金的强度时镁合金材料发展的趋势。

Mg-Al系合金是应用最早、也是迄今为止牌号最多、应用最为广泛的一类镁合金，但这类镁合金结晶凝固温度范围较宽，晶粒有粗化的倾向，凝固过程中粗大的β-Mg17Al12相以离异共晶的方式沿晶界呈网状析出，导致合金的力学性能变差，极大地限制了Mg-Al系合金作为结构件在汽车、飞机等领域的应用。因此，急需一种高性能的镁合金材料。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明的一个目的是提供一种高强度镁合金，通过在合金中加入La、Ce、Nd、Yb、Y稀土元素，不仅可以起到弥散强化作用还可以起到很好的固溶强化作用，各种稀土元素间协同作用大大提高了镁合金强度以及耐腐蚀性能。

为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种高强度镁合金，包括以下质量百分比的成分：

Zn1.5～3％、Al0.1～1％、Cr0.1～0.5％、Mn0.1～0.2％、La0.1～0.5％、Ce0.1～0.3％、Nd0.2～0.5％、Yb0.05～0.1％、Y0.05～0.1％、VC0.1～0.2％、ZrC0.3～0.5％、WC0.2～0.4％、TiC0.1～0.3％、TiB₂0.1～0.3％、ZrB₂0.3～0.5％，余量Mg。

本发明还提供了一种高强度镁合金的压铸方法，包括以下步骤：

S1、按合金成分质量百分比称取镁锭、锌锭、铝锭、铬锭、锰锭、Mg-La中间合金、Mg-Ce中间合金、Mg-Nd中间合金、Mg-Yb中间合金、Mg-Y中间合金、VC粉末、ZrC粉末、WC粉末、TiC粉末、TiB₂粉末、ZrB₂粉末；

S2、将VC、ZrC、WC、TiC、TiB₂、ZrB₂混合，加入乙醇，搅拌混合均匀后，加入聚乙二醇，继续搅拌，然后于温度为120～150℃下干燥2～3h，研磨得第一混合物；