[发明专利]一种高强度铸造镁锌合金锭的制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度铸造镁锌合金锭的制备方法，是针对铸造镁合金强度低的情况，在熔炼过程中添加镁、锌、铝、铜，以增强铸造镁合金的力学性能，制备的铸造镁合金抗拉强度达321MPa，屈服强度达192MPa，延伸率达8.8％，产物纯度达99.5％，此制备方法工艺先进，数据精确翔实，是先进的制备高强度镁锌合金锭的方法。

技术领域

本发明涉及一种高强度铸造镁锌合金锭的制备方法，属于有色金属材料制备及应用的技术领域。

背景技术

镁合金作为最轻质的金属工程结构材料，因其具有比重轻、节能降耗、比强度比刚度高、阻尼减振降燥能力强、液态成型性能优越、能屏蔽电磁辐射和易于回收利用的特征，使其特别适合汽车、计算机、通讯、仪器仪表、家电、轻工、军事等领域的应用；在镁合金中添加Ce、Y或富Ce混合稀土等可以提高合金高温强度及抗高温蠕变性能和改善铸造性能，国内外从20世纪70年代就开始了添加稀土元素强化镁合金的研究和应用；但是高稀土镁合金带来高性能的同时，昂贵的稀土元素无疑加大了镁合金的成本，为了提高镁合金应用的广泛性，在保证可以达到相应强度的前提下，开发和设计低稀土和不含稀土的镁合金也成为镁合金研究中的热点。

锌在镁中的最大固溶度为6.2％，并且固溶度随温度的降低而下降，是一种非常有效的合金化元素，具有固溶强化和时效强化的双重作用。Mg-Zn合金当时效温度高于477K时，在5～10h内即出现时效强化，而当温度低于422K时，经过长时间才能达到时效强化效果；在α-Mg晶界上析出类似于MgZn₂晶体结构的β′相是Mg-Zn合金产生时效强化效应的主要原因；镁锌二元合金结晶温度区间大，流动性差，容易产生显微疏松，并且晶粒细化困难，从而不能用作工业用铸件或锻件材料，大大限制了工业应用，因此，Mg-Zn系合金的进一步发展，需要寻找第三种合金元素，以细化晶粒并减少显微疏松的倾向，这一技术还在科学研究中。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的情况，以镁、锌、铝、铜为原料，通过对Mg-Zn微合金化，合理控制合金成分，经真空熔炼炉熔炼、氩气保护、浇铸成型，并优化热处理工艺，制成高强度和较高塑性的镁锌合金锭。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：镁、锌、铝、铜、氧化镁、水玻璃、去离子水、氩气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米³为计量单位

制备方法如下：

(1)预处理镁、锌、铝、铜

①切块，将镁、锌、铝、铜块体置于钢质平板上，用机械切制成块，块体尺寸≤10mm×10mm×10mm；

②对镁、锌、铝、铜表面用砂纸进行打磨，然后用无水乙醇进行清洗；

③清洗后置于真空干燥箱中预热干燥，预热干燥温度100℃，真空度2Pa，干燥时间40min；

(2)配制涂覆剂

称取氧化镁50g±1g、量取水玻璃10mL±1mL，量取去离子水500mL±1mL，加入混浆机中进行搅拌，搅拌转数50r/min，搅拌时间80min；

搅拌后成乳白色悬浮状液体，即涂覆剂；

(3)制备开合式模具

开合式模具用不锈钢材料制作，型腔呈矩形，型腔表面粗造度为Ra0.08-0.16μm；

(4)熔炼制备镁锌合金锭

镁锌合金的熔炼是在真空熔炼炉中进行的，是在中频感应加热、抽真空、氩气底吹、浇铸成型过程中完成的；

①清洗、预热和内表面涂覆开合式模具；