[发明专利]一种低成本多元耐热镁合金及其制备方法

摘要

本发明提供一种低成本多元耐热镁合金及其制备方法，各组分及其重量百分数为Al为4.2～6.7%，Zn为0.5～1.2%，Sr为0.7～0.9%，Ca为0.2～0.8%，Sn为1.1～1.5%，Sb为0.8～1.3%，Mn为0.05～0.4%，Bi为0.2～0.6%，Si为0.4～0.9%，余量为Mg；本发明通过引入适量Sr、Ca、Sn、Sb、Mn、Bi和Si等廉价合金元素，能够显著改善镁合金的高温性能，扩展镁合金的应用范围；本发明提供的镁合金成本较低，熔炼及热处理工艺简单，显微组织均匀，合金力学性能和耐热性能得到显著提高；本发明的合金在固溶+时效处理后，室温抗拉强度最高达到278MPa，150℃时的抗拉强度最高达到236MPa，200℃时的抗拉强度最高达到207MPa。

主权项

一种低成本多元耐热镁合金的制备方法，该合金各组分及其重量百分数为：Al为4.2～6.7%，Zn为0.5～1.2%，Sr为0.7～0.9%，Ca为0.2～0.8%，Sn为1.1～1.5%，Sb为0.8～1.3%，Mn为0.05～0.4%，Bi为0.2～0.6%，Si为0.4～0.9%，余量为Mg，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：1）按照上述重量百分数称取纯镁锭、纯铝锭、纯锌粒、Mg‑Sr中间合金、Mg‑Ca中间合金、纯锡粒、纯锑、Al‑Mn中间合金、纯铋和Al‑Si中间合金，备用；2）将步骤1）称取的纯镁锭、纯铝锭、纯锌粒、Mg‑Sr中间合金、Mg‑Ca中间合金、纯锡粒、纯锑、Al‑Mn中间合金、纯铋和Al‑Si中间合金分别于150~200℃条件下干燥预热2~4h，备用；3）将步骤2）预热后的纯镁锭、纯铝锭、纯锌粒、纯锡粒、纯锑和纯铋在CO2+SF6混合气体保护下熔化，加热至720℃时添加Mg‑Sr中间合金、Mg‑Ca中间合金、Al‑Mn中间合金和Al‑Si中间合金，保温8~12分钟，待到合金全部熔化后去除表面浮渣，将温度升至730℃后停止升温，然后搅拌均匀，再降温至695~705℃，静置3~5min后将合金液浇注至预热温度为250~300℃的金属型模具中，自然冷却，即得到铸态合金；4）将步骤3）所得铸态合金进行热处理，所述热处理是对铸态合金依次进行固溶处理和时效处理，固溶处理温度为430~440℃，处理时间为15~20小时，然后用80~100℃的水淬火至室温；时效处理温度为220~260℃，处理时间为16~24小时，然后在空气中冷却至室温，其中固溶处理在氧化镁粉末覆盖下进行。