[发明专利]具备耐高温特征的压铸用Mg-Ca-Th镁合金

说明书

本发明公开了具备耐高温特征的压铸用Mg‑Ca‑Th镁合金及其加工工艺。按照重量百分比，该合金的成分为：Ca:0.6‑1.4wt.%,Th:0.2‑0.8wt.%；Ge:3.0‑4.2wt.%,Co:1.5‑2.8wt.%，Pd:0.8‑1.0wt.%,Be:0.2‑0.5wt.%,余量为镁。该镁钙合金具有优异的压铸性能，并具有优异的高温性能。预期对传统铸造用镁合金进行底层性质的创新和优化，对镁合金压铸工艺甚至整个压铸行业及其技术的发展与提升具有积极的意义。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种镁钙合金。

背景技术

镁合金具有良好的轻量性，切削性，耐蚀性，减震性，尺寸稳定和耐冲击性，远远优质于其它材料。这些特性使得镁合金在广泛领域都有应用，比如交通运输领域，电子工业，医疗领域，军事工业等。尤其在3C产品（计算机类Computer、消费类电子产品ConsumerElectronic Product、通讯类Communication）、高铁、汽车、自行车、航空航天、建筑装饰、手持工具、医疗康复器械等领域应用前景好、潜力大，已经成为未来新型材料的发展方向之一。目前镁合金在航空的应用领域包括各种民用、军用飞机的民动机零部件、螺旋桨、齿轮箱、支架结构及火箭、导弹和卫星的一些零部件等。随着镁合金生产技术的发展，性能会不断提高，应用范围也会不断扩大。

按成形工艺，镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合金，两者在成分、组织性能上存在很大差异。铸造镁合金是以镁为基加入合金化元素形成的适于用铸造方法生产零部件的镁合金。铸造镁合金主要用于汽车零件、机件壳罩和电气构件等。但是镁合金的流动性能差是其应用的重要障碍。镁合金由于其流动性较差，在加工薄壁件时成品率低，表面质量差，加工工艺复杂，且加工超薄壁 工件难度很大。因此使得镁合金的进一步推广应用受到很大的限制。

更为确切的描述是，现有的压铸用镁合金铸造缺陷可以描述为：(1)氧化夹渣。氧化夹渣多分布在铸件的上表面，在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色，经x光透视或在机械加工时发现，也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现。(2)气泡。三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形，具有光滑的表面，一般是发亮的氧化皮，有时呈油黄色。表面气孔、气泡可通过喷砂发现，内部气孔，气泡可通过X光透视或机械加工发现气孔，气泡在X光底片上呈黑色。(3)缩松。镁铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处。在铸态时断口为灰色，经热处理后为灰白浅黄或灰黑色。(4)铸造裂纹。沿晶界发展，常伴有偏析，是一种在较高温度下形成的裂纹在体积收缩较大的合金和形状较复杂的铸件容易出现。

随着竞争材料的出现与发展以及其它技术的进步，己经影响了一些传统的镁合金市场，但也给镁工业的发展带来了巨大的推动力。新技术的进步推动了镁的冶炼、合金化等材料技术的发展，同时由于镁合金的使用领域不断受到挑战，对镁及镁合金的性能不断提出新的要求，因此镁合金也在不断发展以适应工业发展的需要。虽然我国镁合金压铸工业具有很大的资源优势，但目前绝大多数的镁合金压铸企业，均采用传统的压铸用镁合金。这类传统材料的压铸工艺很大程度上通过大量的、长周期的反复试验修改才能最终实现工艺目标。故在铸型开发周期、铸型设计质量及其所实现的工艺质量等方面较难保证，使得企业亦无法在竞争激烈的市场中获得更大的突破。

开发高品质压铸用镁合金对于提升我国自主研发精品新材料，占领国际精品新材料市场具有促进作用。对传统铸造用镁合金进行底层性质的创新和优化，对镁合金压铸工艺甚至整个压铸行业及其技术的发展与提升具有积极的意义。国外己经开发的压铸用新型镁合金铸造性能和耐高温性能还不能令人满意。开发具备适合压铸材料用耐高温镁合金有两种方法，一种是加入合金元素通过固溶强化来强化基体，另一种是通过加入第二相强化相形成镁基复合材料。Ca和Th作为合金化元素加入镁合金中可以大大提高镁合金的铸造性能和耐高温性能。随着我国工业的快速发展，开发压铸用新型镁合金已成为必然。