[发明专利]一种新型多元耐蚀镁合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种新型多元耐蚀镁合金及其制备方法，按照不同百分比的合金原材料称重并放在石墨坩埚中，在电阻炉中通入SF₂+CO₂保护气体进行熔炼，然后采用喷射沉积工艺制备成所需要的坯锭，最后将坯锭进行挤压塑性成形制备出含Al、Sr、Nd、Y的多元耐蚀镁合金。本发明采用的喷射沉积技术可以改善熔炼过程中混入杂质、成分不均匀、气孔等缺陷，并通过挤压塑性成形的方法提升了镁合金的力学性能和耐腐蚀性。本发明制备的镁合金具有组织均匀、晶粒细小、优异的力学和耐腐蚀性能，并且易操作、成本低，解决了镁合金的腐蚀速率过快的问题，在工程环境下提升了镁合金的应用。

技术领域

本发明涉及属于有色金属材料技术领域，特别是一种新型多元耐蚀镁合金，喷射沉积技术和挤压成型工艺。

背景技术

镁合金由于其低密度、比强度高、比刚度高、铸造性能良好、切削性能良好和导热性好等一系列优点，在交通运输领域、电子领域、医学领域，乃至军事领域中表现了其良好的应用前景，被誉为“21世纪最绿色环保的材料”，但是镁合金的标准电极电位极低，在潮湿环境下，和其他金属接触时，易发生腐蚀，生成的氧化膜更不能有效的保护镁合金，同时氧化膜极易和Cl^-、SO₄^2-和NO₃^-等有害的阴离子发生反应，产生溶解，并损坏镁合金的内部。而且在熔炼过程中极易掺杂进一些有害的杂质元素，因此大大加剧了镁合金的腐蚀性，这个缺点又极大的限制了镁合金的应用。添加合金元素是提高镁合金耐蚀性的良好手段之一，Al元素在Mg元素中的溶解度随着温度降低而减少，虽然易形成软体相Mg₁₇Al₁₂，使在高温下的屈服强度和蠕变性变差，但是在提高镁合金的耐蚀性方面起着重要的作用，并改善了镁合金的铸造性；Sr元素可以细化镁合金的组织，提高镁合金的高温力学性能，与Al形成高熔点的Al₄Sr和Mg₈Al₄Sr相，从而减少Mg₁₇Al₁₂相的数量，且生成的新相能够减小和镁基体的电位差，提高镁合金的耐蚀性；Nd和Y稀土元素的添加更加能细化晶粒，强化合金，形成不同成分的含稀土的金属间化合物，从而降低了析出相和镁基体的电位差，导致析氢过程减弱，从而提高了镁合金的耐蚀性和力学性能。

镁合金的加工方式主要包括挤压、轧制、压铸、快速凝固、粉末冶金等工艺，不同的工艺也能提高镁合金的性能，喷射沉积技术是集快速凝固、粉末冶金等方法于一体的先进成型技术，它采用喷射技术将经过导流管流出的熔融金属雾化成细小的液滴，这些液滴散热获得一定的过冷度，并快速凝固在基板上，再逐步沉积成一个大块且致密的沉积坯。喷射沉积技术不仅无宏观偏聚和无界面反应，而且还能够使镁合金组织细化，晶粒均匀，解决了传统意义上颗粒增强镁基复合材料的难题，正向挤压是挤压方向与挤压力方向相同的挤压方法，它不仅能够提高组织的致密性，使晶粒细化，提高镁合金的力学性能，而且操作便捷。

发明内容

本发明的目的是提供一种含Al、Sr、Nd、Y的多元耐蚀镁合金及其制备方法，本发明利用多合金化技术来改善镁合金基体的电位，并细化镁合金的组织，以提高镁合金的耐蚀性；通过喷射沉积和正向挤压的方法获得更加致密且均匀的晶粒组织，提高镁合金的力学性能和延伸性，本发明提供了一种多元增强的耐蚀镁合金，制造成本较低且操作简单。

为了达到上述方案的目标，本发明采取的技术方案是。

一种含Al、Sr、Nd、Y的多元耐蚀镁合金，其组成成分是Mg-Al-Sr-Nd/Y，其中质量百分比分别为Al:5.5%~6.5%，Sr:0.8%~1.5%，Nd:0.2~0.8%，Y:0.2%~1.5%，余量为Mg和一些可忽略不计的Fe、Cu等杂质元素，将原料熔炼后，再采用喷射沉积技术制备成坯锭，最后在进行挤压加工成成品即可。

本发明的合金化的优点是。