[发明专利]一种Zn-TiB2

说明书

一种Zn‑TiB₂高效变质中间合金及丝的制备方法，用于镁‑锌系及镁‑锌‑稀土系合金变质细化处理。所述中间合金原料的质量百分比是：80%‑60%的Zn，20‑40%的TiB₂，不可避免的杂质。所述中间合金丝的制备方法是将微米级Zn粉、纳米级TiB₂和添加剂干混球磨、压块、挤压成丝。本发明中间合金丝可用在半连续铸棒和连铸连轧板材生产时进行随流瞬时变质处理，起到细化和调控晶体生长方式、提高力学性能和塑性变形能力的作用。经用这种丝变质后获得的合金的性能在提高强度的同时提高了韧性。

技术领域

本发明属于金属材料及成形领域，特别涉及一种Zn-TiB₂高效变质中间合金及丝的制备方法。用于镁-锌系合金或镁-锌-稀土系合金半连续铸棒和连铸连轧板材生产时进行随流变质处理，起到细化和调控晶体生长方式、提高力学性能和塑性变形能力的作用。

背景技术

镁合金被誉为本世纪资源与环境可持续发展的绿色工程结构材料，镁-锌-稀土系变形镁合金在航空、航天、交通工具中有着广泛的应用潜力和发展空间。近年来，在镁-锌-稀土系合金中发现了一种新型的长周期堆垛有序结构相，该结构相可在提高镁合金强度的同时对塑性影响较小，并在高温下具有良好的热力学稳定性。将镁-锌-稀土系合金中的长周期堆垛有序结构作为一种新型的增强相而引起了国内外材料研究者们的广泛关注，成为镁合金强化和制备研究的热点。

但镁合金密排六方的晶体结构和滑移系少决定了它的塑性变形能力较差，严重影响镁合金的加工能力。而理论和实践证明，细小等轴的晶粒组织能够改善镁合金的塑性变形能力。另外在对镁-锌-稀土系超高强度镁合金的制备研究时还发现，对含有长周期结构相增强的镁-锌-稀土系合金若不进行特别处理在结晶凝固过程中，析出的初生α-Mg与相(18R十W)若以共生生长的方式进行生长和长大时，凝固完毕后不仅晶粒粗大，且晶体生长方向性强，最终使合金的强度低、脆性大，难变形，使这种镁合金的性能优势不能显现，应用受到限制。W是MgZnY化合物相。

而变质处理不仅能显著细化合金组织，提高镁合金的力学性能，改善铸造性能，减少热裂、疏松等铸造缺陷。而且镁合金晶粒越细小，塑性加工性能越好。此外，经过变质处理后合金中的金属间化合物相更细小且分布更均匀，从而缩短塑性加工前均匀化处理的时间，提高均匀化处理效果，提高塑性变形能力。所以对镁-锌-稀土系合金的变质处理尤为重要。

为此，若能制备出一种Zn-TiB₂中间合金丝，用以对镁-锌-稀土系变形镁合金熔体在浇注凝固过程中进行随流瞬时变质处理，这对镁-锌-稀土系变形镁合金的半连续铸棒、连铸连挤杆材或连铸连轧板材生产和组织性能调控具有重要的意义。

发明内容

为了提高镁合金的力学性能，改善铸造性能，减少热裂、疏松等铸造缺陷，本发明提供一种Zn-TiB₂高效变质中间合金及丝的制备方法。

本发明的技术方案：一种Zn-TiB₂高效变质中间合金，其特征是原料质量百分比是：80%-60%的Zn，20-40%的TiB₂, 不可避免的杂质。

一种Zn-TiB₂高效变质中间合金的制备方法，将所述的原料与添加剂混合，所述添加剂占原料质量的0.2%-1.0%，在惰性气体保护下经球磨机球磨1-2小时；然后在模具中压力是25-35MPa的恒压下压块成相对密度为45-55%的预制块，将预制块放入箱式电阻炉中在300-400℃保温1-2小时后取出。

一种Zn-TiB₂高效变质中间合金丝的制备方法，其特征在于所述的Zn-TiB₂高效变质中间合金放入挤压机模具中在25-35MPa压力下挤压成Zn-TiB₂高效变质中间合金丝。