[发明专利]一种复合作用细化镁或镁合金晶粒的方法

说明书

本发明提供一种复合作用细化镁或镁合金晶粒的方法，采用La‑Ce混合稀土与TiBsubgt;2/subgt;作为复合晶粒细化剂，使复合晶粒细化剂加入后达到耦合细化镁合金晶粒的效果，得到晶粒尺寸小，综合力学性能优异的铸态镁或镁合金；与目前最优的晶粒细化剂镁锆中间合金相比，所得的铸态镁或镁合金的晶粒尺寸和力学性能均有一定提升，且本发明复合细化剂的使用成本大大降低并具有适用合金种类多、范围广的优点。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，涉及一种通过复合加入晶粒细化剂从而细化镁合金晶粒的方法，尤其是涉及一种使用TiB₂+La-Ce混合稀土复合细化镁或镁合金晶粒的方法。

背景技术

镁合金是最轻的金属结构材料，也是一种具有巨大潜力的绿色材料，我国镁的储量丰富，推广镁合金的应用有利于我国制造业及战略资源的发展，但目前由于镁合金的研究和应用仍不够完善，稀土镁合金虽力学性能较好，但原材料成本过于昂贵，因此缺乏性价比高的镁合金材料生产方式，尤其是缺乏价廉且有效的晶粒细化剂以提高镁合金的综合力学性能。

镁合金的密排六方(HCP)结构对称性低，塑性较差，但Hall-Petch常数值(280～320Mpa〃μm^0.5)大，晶粒细化可显著提高其力学性能，因此，开发出一种有效的晶粒细化剂可显著提高镁合金综合力学性能。

目前对镁合金晶粒细化一般有两种办法：1.通过外来手段提高镁合金晶粒细化效果，如：机械搅拌、电磁搅拌等，但此方法工艺难度大，在大熔炼量的镁合金铸件生产时较难实现，且应用范围窄、应用效果不明显，故应用并不广泛；2.通过加入晶粒细化剂细化镁合金晶粒，通常不含Al、Mn的镁合金加入Mg-Zr中间合金作为晶粒细化剂，但由于Zr在镁中溶解度有限、Zr的化学性质活泼、Zr易烧蚀、沉降等原因，同时Mg-Zr中间合金中夹渣、夹杂较多，导致Mg-Zr中间合金加入量一般需在收得率四倍以上，造成材料成本增加、性能不稳定、铸件夹杂多等影响，其他晶粒细化剂如B、Al-C等效果不明显。

因此，发明一种性能稳定、价格低廉、易于工业化应用且效果显著的镁合金晶粒细化剂对提高镁合金综合力学性能、拓展镁合金应用范围，有着重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种复合作用细化镁或镁合金晶粒的方法，采用La-Ce混合稀土与TiB₂作为复合晶粒细化剂，达到耦合强化晶粒细化效果、细化镁或镁合金晶粒尺寸、提高镁或镁合金综合力学性能的目的，适用对多个种类的镁合金进行晶粒细化。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种复合作用细化镁或镁合金晶粒的方法，采用La-Ce混合稀土和TiB₂对镁或镁合金进行细化，细化过程中加入精炼剂和覆盖剂，各组分的质量百分比如下：

进一步的，一种复合作用细化镁或镁合金晶粒的方法，采用La-Ce混合稀土和TiB₂对镁或镁合金进行细化，细化过程中加入精炼剂和覆盖剂，各组分的质量百分比如下：

进一步的，一种复合作用细化镁或镁合金晶粒的方法，包括以下步骤：

(1)预热坩埚、镁或镁合金原料以及La-Ce混合稀土至700～730℃；

(2)将预热后的镁或镁合金原料以及La-Ce混合稀土加入坩埚内熔化完全，并加入覆盖剂阻燃；

(3)向步骤(2)中产物加入TiB₂并使其熔化完全；

(4)将步骤(3)所得产物混合均匀后，进行精炼；

(5)将步骤(4)精炼产物浇注至模具，得到铸态镁或镁合金。