[发明专利]适于低压铸造的高强韧耐热Mg-Y合金及其制备方法

权利要求书

1.适于低压铸造的高强韧耐热Mg-Y合金，其特征在于包括如下质量百分比的元素：2.5～5.0%Y、1.0～4.0%Zn、0.5～1.2%Al、0.1～0.3%Mn、0.01～0.08%M, 余量为Mg和其他不可避免的杂质；其中，M为Ti、B中的一种或两种；Zn/Y质量比为0.3～1.0；(Zn+Al) /和Y质量比为0.5～1.2；

所述的适于低压铸造的高强韧耐热Mg-Y合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）按Mg-Y合金成分及化学计量比，计算工业纯镁锭、工业纯锌、工业纯铝锭、Mg-Y中间合金、Mg-Mn中间合金、Al-Ti中间合金、Al-Ti-B中间合金和Al-B中间合金的用量；将工业纯镁锭、工业纯锌、工业纯铝锭和Mg-Y和Mg-Mn中间合金均去除氧化层并烘干预热至200℃；

（2）将占坩埚高度25%的工业纯镁锭熔化成熔池后，通入保护气体，加入剩余镁锭；

（3）待镁锭全部熔化后，升温至700℃，将工业纯锌、Mg-Y中间合金和Mg-Mn中间合金分多次加入，并保持温度恒定在700℃，进行搅拌直至全部熔化，并保温30min；

（4）低压铸造前40～60min，升温至730℃，待依次加入的工业纯铝锭、Al-Ti中间合金、Al-Ti-B中间合金、Al-B中间合金全部熔化后，加入精炼剂进行精炼，将炉温升至750℃保温静置10～20min，促进夹杂沉降，得到镁合金熔体；

（5）将所述的镁合金熔体降温至720～740℃之间进行除渣，预热砂型铸型温度至25～150℃或金属型模具温度至 180～250℃；低压铸造过程通过比例阀进行控制和分级加压，低压铸造过程包括：升液、充型、增压、保压、卸压阶段，其中，升液阶段的压力均匀升高至0.02-0.05MPa，加压时间控制在5～8s；充型阶段的压力均匀升高至0.08MPa，金属液在压力下充满铸型型腔；增压阶段的压力均匀升高至0.1MPa，加压时间控制在10～15s；保压阶段的保压时间控制在200～300s；卸压后取出所制备的铸态高强韧耐热铸造Mg-Y合金；

（6）对低压铸造所得的铸态合金依次进行二级固溶处理、人工时效处理获得所需的高强韧耐热Mg-Y合金；

所述二级固溶处理工艺参数为：第一级固溶温度480～490℃，保温时间36～48h；第二级固溶温度535～545℃，保温时间 1～2h；

所述人工时效处理工艺参数：时效温度185～215℃，保温时间12～36h。

2.如权利要求1所述的适于低压铸造的高强韧耐热Mg-Y合金，其特征在于：所述Mg-Y中间合金为MgY25或MgY30；所述Mg-Mn中间合金为MgMn10；所述Al-Ti-B中间合金为AlTi5B1；所述Al-B中间合金为AlB3或AlB8；所述Al-Ti中间合金为AlTi5或AlTi10。

3.如权利要求1所述的适于低压铸造的高强韧耐热Mg-Y合金，其特征在于：所述精炼剂的质量百分比组分为：55% KCl、25% CaCl₂、5% CaF₂、15% BaCl₂。

4.如权利要求1所述的适于低压铸造的高强韧耐热Mg-Y合金，其特征在于：所述精炼剂添加量为原料总重量的1.0～3.5%。

5.如权利要求1所述的适于低压铸造的高强韧耐热Mg-Y合金，其特征在于：加入精炼剂精炼时的精炼温度为720～730℃，精炼处理的搅拌时间10～15min。

6.如权利要求1所述的适于低压铸造的高强韧耐热Mg-Y合金，其特征在于：所述二级固溶处理工艺的步骤为：将铸态合金放入固溶炉内，以5℃/min升温至200℃，通入保护气体，继续以5℃/min升温至第一级固溶温度480～490℃，保温36～48h；然后以10℃/h慢速升温至第二级固溶处理温度535～545℃，保温1～2h后快速转移至淬火装置上进行水冷淬火。