[发明专利]一种改进的镁铝合金的制备方法

说明书

本发明涉及一种改进的镁铝合金的制备方法，本发明在制备铝铍中间合金时，首先在铍熔体中掺入少量的锡和锌，共同作用下得到了混合均匀的铍‑锡‑锌混合熔体，锡和锌的加入，降低了混合熔体的熔融温度，以和铝熔体更均匀的完成混合；通过分两批将铍‑锡‑锌混合熔体缓慢加入到铝熔体中，进一步完成和铝熔体的均相混合；同时通过自然冷却‑快速冷却的两段式冷却工艺，减少了铍的偏析。本发明制备铝铍中间合金时，加入了铝稀土合金，进一步提升了镁铝合金的性能，特别是加入铝钇合金和铝钪合金的复配，能够同时提高镁铝合金的抗拉强度和延伸率，并且耐腐蚀性也得到了提升。

技术领域

本发明属于铝合金领域，具体涉及一种改进的镁铝合金的制备方法。

背景技术

镁铝合金由于密度小、比强度和尺寸稳定性，在多个领域有着广泛的应用。镁含量的提高能够提高镁铝合金的强度，镁含量在5-17％范围的镁铝合金称之为高镁铝合金，但是镁的添加量超过10％后，韧性和塑形会下降，难以铸造成型。作为镁铝合金的主要原料，铝锭的质量严重影响了镁铝合金的性质。而目前铝合金铸锭杂质含量高，容易产生偏析现象，现有技术一般通过添加一些铝铍中间合金来改善铸造问题，以及进一步提高镁铝合金的强度。

CN108707791A公开了一种超大规模高镁铝合金的制备方法，是通过加入各种中间合金：AlMn75中间合金，AlCr75中间合金，AlMn10中间合金，AlCr5中间合金，AlBe5中间合金控制Mg、Mn、Cr等金属的的质量百分比来提高铝合金锭的强度，热性，并且改善了铸锭抗开裂的性能。通过在初级精炼和后续精炼阶段控制氩气流量，提高精炼效果，降低合金中氧和碱金属含量，消除影响强度的杂质成分，来综合改善高镁铝合金的各项性能，但是其强度性能还有待进一步提升。

CN110724863A公开了一种高镁稀土铝合金，各元素质量百分比为Mg：6.0％，Mn：0.9％，Er：0.15％，Zr：0.1％，Ti：0.03％，Be：0.0025％和余量Al，制备是按照比例称取纯铝锭、纯镁锭、铝锰中间合金、铝饵中间合金、铝锆中间合金、铝钛中间合金和铝钛硼丝晶粒细化剂、铝铍中间合金，经过熔炼，铸造，退火得到镁铝合金铸锭。

一般在镁铝合金铸造过程中加入铝铍中间合金、铝钛中间合金、铝钛碳中间合金、铝锰中间合金、镁锆中间合金等来改善镁铝合金晶粒和组织形态，进而改善镁铝合金的性能，扩大镁铝合金的应用范围。其中铝铍中间合金在镁铝合金熔炼中，特别是镁含量高于5％的铝镁合金熔炼过程中，虽然加量较少，但是能显著地改善镁和铝的清洁、流动性、耐腐蚀性，改善合金的组织结构，细化晶粒，保护镁和铝的氧化及燃烧，减少元素的氧化损失，改善合金的组织结构，细化晶粒，增加强度。但是铝铍中间合金由于铍和铝的熔点差异较大，需要较长的熔炼时间。但是长时间的熔炼时间，合金中氧化物夹渣的含量就会越多，会影响合金的品质，强度下降。熔炼时间过短，中间合金中铍颗粒大小不均，并且可能伴有微气孔的缺陷，对合金的性能有所影响。此外，常规熔炼方法存在凝固过程中的相分离，金属铍在铝熔体中分散不够均匀，并产生枝晶和偏析的现象，影响了合金的性能。

申请人在前的专利CN202210964985.4中披露了一种铝铍中间合金的制备方法，通过加入少量的低熔点的锡和锌，并且通过控制冷却速度，减少由于熔点差异带来的枝晶和偏析现象，来提升铝铍中间合金的性能。但是经过试验发现，按照上述方法制得的铝铍中间合金，用于镁铝合金制备过程中，所得镁铝合金的性能还是有待提升。经过长期研究发现，其可能是由于其中杂质铁的含量还是较多。在镁铝合金铸造过程中，铁非常容易形成和铝产生共晶，降低合金的流动性，进而影响了镁铝合金的机械性能，因此还有待进一步的完善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的镁铝合金的制备方法。本发明通过首先制备性能优异的铝铍中间合金，在镁铝合金熔炼过程中加入铝铍中间合金和其他中间合金，特别是铝稀土合金，进一步细化了中间合金晶粒，减少偏析现象，有助于提升镁铝合金的综合性能。

本发明通过以下技术手段实现上述目的：

一种改进的镁铝合金的制备方法，包括以下步骤：