[发明专利]一种高强度Mg-Zn-Cu-Zr-Cr-Ca合金及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度Mg-Zn-Cu-Zr-Cr-Ca合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用纯度为99.99％的Mg锭、Zn锭、金属Cr、金属Ca、Cu/Zn质量比为7:3的黄铜和Mg-30％Zr中间合金作为原材料，根据目标合金成分计算各原料所需质量百分数；其各组分的质量百分数为：Zn 4％～10％，Cu 0.5％～1.5％，Zr 0.1％～0.5％，Cr 0.1～0.5％，Ca0.5～2％，余量为Mg；

(2)将步骤(1)所述原料在250℃进行预热；

(3)将坩埚电阻炉的加热温度设定为740～780℃，当坩埚温度达到300～350℃时加入Mg锭、Zn锭及金属Cr，通入体积比CO₂/SF₆＝99:1的混合气体作为熔炼保护气；待坩埚中各原料完全融化且坩埚温度达到650～700℃时依次加入质量比Cu/Zn为7:3的黄铜和Mg-30％Zr中间合金并保温2～5min；之后加入金属Ca，待原料完全熔化后轻轻搅拌2～5min；当炉温达到740～780℃时除去熔液表面浮渣，保温20～30min，然后将金属熔液浇到预热好的金属型中，金属型预热温度为450～500℃，得到所需Mg-Zn-Cu-Zr-Cr-Ca铸态合金试样；

(4)将步骤(3)制备的Mg-Zn-Cu-Zr-Cr-Ca铸态合金试样放入真空电阻炉中进行均匀化退火，温度设定为200～300℃，保温时间15～25小时，然后线切割成高压用试样；

(5)将步骤(4)得到的高压用试样装入石墨组装套中，然后将组装好的石墨组装套放入高压六面顶的腔体位置，锤头对准后开始高压凝固：先将压力升高到设定凝固压力2～6GPa，同时启动测温装置，并快速加热到预设的加热温度750℃～950℃，在该温度下保温保压15～20min，关闭电源停止加热，待自然冷却到室温后卸压并取出，得到进一步细化的高压凝固Mg-Zn-Cu-Zr-Cr-Ca合金试样；

(6)将步骤(5)得到的高压凝固Mg-Zn-Cu-Zr-Cr-Ca合金试样在160℃～240℃时效4～200h，最终得到具有高强度的Mg-Zn-Cu-Zr-Cr-Ca合金。

2.根据权利要求1所述的一种高强度Mg-Zn-Cu-Zr-Cr-Ca合金的制备方法，其特征在于，其各组分的质量百分数为：Zn 6.5％，Cu 0.5％，Zr 0.2％，Cr 0.1％，Ca 1.0％，余量为Mg。

3.根据权利要求1所述的高强度Mg-Zn-Cu-Zr-Cr-Ca合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中各熔炼原料预热前切成1cm³的小块，并去除表面氧化层杂质。

4.根据权利要求1所述的高强度Mg-Zn-Cu-Zr-Cr-Ca合金的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，高压用试样装入石墨组装套前，为有效避免杂质元素的引入，需清洁样品表面：首先用600～2000#细砂纸去除样品各表面油污及氧化层杂质，然后放入超声波清洗机中进行清洗，最后放入110℃烘干箱中干燥12h以上。

5.根据权利要求1所述的高强度Mg-Zn-Cu-Zr-Cr-Ca合金的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，将高压用试样分别在2～6GPa高压作用下进行不同温度的加热及保温，保压下快速冷却至室温，根据其凝固组织特征确定液相线温度；设定的加热温度为各高压样品液相线温度+30℃。

6.根据权利要求1所述的高强度Mg-Zn-Cu-Zr-Cr-Ca合金的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，用于盛装高压凝固试样的坩埚选用的是氮化硼坩埚。