[发明专利]一种高强韧镁合金的制备方法及其板材的轧制成形工艺

权利要求书

1.一种高强韧镁合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、原料选取：纯度为99.9%的镁块、纯度为99.9%的锌块、纯度为99.9%的钙块、镁钆中间合金、镁钇中间合金、镁钕中间合金和镁锆中间合金；根据坩埚的尺寸切取镁块，将镁块在砂轮上打磨，去除镁块表面的氧化皮，使镁块表面光洁，留待后步使用；S2、制备Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金：

S21、根据Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金中各元素的质量百分比含量称取镁块、锌块、镁钆中间合金、镁钇中间合金和镁钕中间合金，使需要制备的Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金中各元素组成及其质量百分比含量为：锌：1.921-2.533wt.%，钆：9.132-10.672wt. %，钇：1.921-2.533wt.%，钕：0.971-1.323 wt.%，其余为镁；

S22、用铝箔包裹步骤S21中称取的锌块、镁钆中间合金、镁钇中间合金和镁钕中间合金，然后置于马弗炉中进行预热处理，预热温度为100-130℃，预热时间为60-90min，留待后步使用；

S23、Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金浇铸

首先，清理熔炼使用的坩埚，将清理好的坩埚置于电阻炉中，设定电阻炉温度为350-450℃；其次，当电阻炉达到设定温度后，先在坩埚上均匀涂一层滑石粉溶液，待滑石粉溶液的挥发分完全蒸发后，再向滑石粉层的外表面均匀涂敷一层氧化锌溶液，待氧化锌溶液的挥发分完全蒸发后，升高电阻加热炉温至740-770℃；再次，放入步骤S21中称取的镁块，待镁块完全熔化时通入保护性气体，静置15-20min，并用扒渣勺将金属液体表面的浮渣撇掉；最后，将步骤S22中预热好的锌块、镁钆中间合金、镁钇中间合金和镁钕中间合金放入镁液中，在740-770℃采用机械搅拌桨搅拌3-5分钟，搅拌速度为10-15r/s，并在该温度下保温5-10min，将合金液浇铸在预热150-250℃的模具中，制得Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd合金铸锭，留待后步使用；

S3、制备Mg-2Zn-1Gd-0.2Y-0.1Nd-0.3Ca-0.5Zr高强韧镁合金

S31、根据Mg-2Zn-1Gd-0.2Y-0.1Nd-0.3Ca-0.5Zr高强韧镁合金中各元素的质量百分比含量称取镁块、锌块、钙块、镁锆中间合金和120-150g步骤S2中制备的Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金铸锭，使需要制备的高强韧镁合金中各元素组成及其质量百分比含量为：锌：1.982-2.114wt.%，钙：0.281-0.314wt.%，钆：0.890-1.210wt.%，钇：0.181-0.211wt.%，钕：0.0892-0.121 wt.%，锆：0.482-0.593wt.%，其余为镁；

S32、锌块、钙块和镁锆中间合金预热：

将步骤S31中称取的锌块、镁锆中间合金、钙块和Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd合金铸锭预热处理，预热温度为100-130℃，预热时间为90-110min；

S33、Mg-2Zn-1Gd-0.2Y-0.1Nd-0.3Ca-0.5Zr高强韧镁合金浇铸：

首先，清理熔炼使用的坩埚，将清理好的坩埚置于电阻炉中，设定电阻炉温度为350-450℃，当电阻炉达到设定温度后，先在坩埚上先均匀涂一层滑石粉溶液，待滑石粉溶液的挥发分完全蒸发后，再向滑石粉层的外表面均匀涂敷一层氧化锌溶液，待氧化锌溶液的挥发分完全蒸发后，升高电阻加热炉温至740-770℃；其次，放入步骤S31中称取的镁块，待固体金属完全熔化为液相后通入保护性气体，静置15-20min；再次，将步骤S32预热好的锌块、钙块和Mg-10Gd-2Zn-2Y-Nd中间合金置于坩埚中，静置15-20min；最后，将步骤S32预热好的镁锆中间合金加入坩埚中，待所加原料全部熔化后，采用超声处理装置对熔体进行超声处理，额定功率为2kW，输出功率为75-85%，频率为19-19.6kHz，时间为15-20min，再静置25-30min后浇铸，即得到Mg-2Zn-1Gd-0.2Y-0.1Nd-0.3Ca-0.5Zr高强韧镁合金铸锭。

2.根据权利要求1所述的一种高强韧镁合金的制备方法，其特征在于：所述镁钆中间合金为Mg-30Gd，镁钇中间合金为Mg-30Y，镁钕中间合金为Mg-30Nd，镁锆中间合金为Mg-30Zr。