[发明专利]一种镍变质含硅镁合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种镍变质含硅镁合金及其制备方法，属冶金材料技术领域。本发明合金的组分及重量百分比为：铝：0–6.5%，硅：0.5–2.0%，镍：0.1–1.0%，剩余部分为镁和不可避免的杂质。本发明合金的制备工艺为：在气体保护下，将纯镁、纯铝与纯硅熔化后，加入Al‑Ni或者Mg‑Ni中间合金，对合金液精炼后进行铸造。本发明通过在含硅镁合金中加入Ni来细化合金晶粒尺寸，变质含硅镁合金中Mg₂Si强化相，起到组织细化和合金强化的作用。

技术领域

本发明涉及一种镍变质含硅镁合金及其制备方法，属冶金材料技术领域。

背景技术

在所有金属结构材料中镁合金是最轻的，其比强度、比刚度高，铸造性、切削加工性和阻尼减振性好，电磁屏蔽能力强且容易回收利用，在汽车、计算机、通讯、电子、航空航天等工业领域具有重要的应用价值。近年来，随着多种金属矿产资源的逐渐减少和枯竭，镁合金因其资源丰富的优势而呈现良好的发展前景，结构轻量化及环境保护的需要更是促进了镁合金的开发。

含硅镁合金是一种商业上广泛应用的耐热镁合金，这是由于硅和镁形成的Mg₂Si强化相熔点高(1085℃)，密度与镁基体相近，弹性模量高，热膨胀系数低，但是，这种合金只适合用冷却速度较快的压铸制备，而不能用砂型或金属型铸造，原因是冷却速度较慢Mg₂Si强化相会形成粗大的树枝状或汉字状形貌，割裂基体，从而恶化合金的力学性能，如何细化合金的组织尤其是Mg₂Si相成为解决问题的关键。

发明内容

本发明的目的是，为了克服现有含硅镁合金组织、Mg₂Si强化相粗大等弊端，改善含硅镁合金力学性能，以扩大含硅镁合金的应用范围，本发明提出一种镍变质含硅镁合金及其制备方法。

本发明实现的技术方案如下，一种镍变质含硅镁合金，其组分及重量百分比为：铝：0－6.5 %，硅：0.5－2.0 %，镍：0.1－1.0 %，剩余部分为Mg和不可避免的杂质。

一种镍变质含硅镁合金的制备方法，包括以下步骤：

（1）将纯镁、纯铝、纯硅预热，并烘干；将精炼剂及模具预热；

（2）将纯镁在CO₂与SF₆混合气体保护下熔化，待熔体温度升至710－730℃时，加入预热的纯铝、纯硅，以及含Ni中间合金，然后搅拌至合金元素完全溶入熔体，将熔体升温至740－760℃并加入精炼剂进行精炼，在740－760℃保温30－40分钟后降温至710－740℃；

（3）撇去浮渣后，在CO₂与SF₆混合气体保护下进行浇铸成型。

所述含Ni中间合金的加入方法如下：将含Ni中间合金干燥并经铝箔包裹后，用钟罩迅速压入熔体液面以下10－15分钟，熔体在740－760℃保温30－40分钟后，对合金液精炼后进行铸造。

所述含Ni中间合金为Mg－Ni中间合金形式或者Al－Ni中间合金形式。

所述CO₂与SF₆混合气体中SF₆体积分数为0.5 %。

所述浇铸成型，采用压铸、低压铸造、金属型铸造或砂型铸造。

所述纯镁、纯铝、纯硅的预热温度为160－210℃，预热时间为15－25分钟；精炼剂及模具的预热温度为160－210℃，预热时间为25－55分钟。

本发明的有益效果：本发明通过在含硅镁合金通过添加Mg-Ni中间合金或者Al-Ni中间合金，来细化合金晶粒尺寸，变质含硅镁合金中Mg2Si强化相，起到组织细化和合金强化的作用。发明熔炼工艺简单，合金成本低，强度与塑性高。