一种稀土镁合金及其制作工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种稀土镁合金，其成分按重量百分比包含：Al:2.1-3.2%，Gd:0.35-0.45%，Cu:0.5-0.8%，Sb:0.05-0.23%，Mn:0.1-0.25%，Zr:0.35-0.4%，Y:0.55-0.76%，Dy:0.35-0.45%，Yb：:0.15-0.26%，Er:0.12-0.16%，Ce：0.2-0.32%，Cr:0.35-0.5%，Nd：0.38-0.5%，La：1-2.5%，余量为Mg，该稀土镁合金的制作工艺，具有耐热耐蚀、高强高韧、阻燃耐磨、易成型加工、抗高温蠕变、回收无污染及高力学性能，有效地拓展了镁合金的应用领域，拥有广阔的发展前景。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土镁合金及其制作工艺
本专利技术属于镁合金材料领域，尤其是一种稀土镁合金及其制作工艺。
技术介绍
稀土镁合金应用与开发被列为国民经济和社会发展第十一个五年计划科技教育 专项规划(科技发展规划）中材料工业的重大项目。稀土镁合金开发应用及产业化是科 技部十一五国家科技攻关重大项目之一，最终目标是充分发挥我国的镁资源优势，通过 技术集成创新与体制创新，加强稀土镁合金应用开发，建立具有国际竞争力的稀土镁合金 高新技术产业群，将镁资源优势转化为经济优势。 镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度高、比刚度高、减 震性高、易加工、易回收等优点，在航天、军工、电子通讯、交通运输等领域有着巨大的应用 市场，特别是在全球铁、铝、锌等金属资源紧缺大背景下，镁的资源优势、价格优势、产品优 势得到充分发挥，镁合金成为一种迅速崛起的工程材料。面临国际镁金属材料的高速发展， 我国作为镁资源生产和出口大国，对镁合金开展深入研究和应用前期开发工作意义重大。 大部分稀土元素与镁的原子尺寸半径相差在±15%范围内，在镁中有较大固溶 度，具有良好的固溶强化、沉淀强化作用；可以有效地改善合金组织和微观结构、提高合金 室温及高温力学性能、增强合金耐蚀性和耐热性等；稀土元素原子扩散能力差，对提高镁合 金再结晶温度和减缓再结晶过程有显著作用；稀土元素还有很好的时效强化作用，可以析 出非常稳定的弥散相粒子，从而能大幅度提高镁合金的高温强度和蠕变抗力。因此在镁合 金领域开发出一系列含稀土的镁合金，使它们具有高强、耐热、耐蚀等性能，将有效地拓展 镁合金的应用领域。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种稀土镁合金的制作工艺，该工艺成本 低且操作简便，所得稀土镁合金比传统镁合金具有：耐热耐蚀、高强高韧、阻燃耐磨、易成型 加工、抗高温蠕变的显著优势。 为达此目的，本专利技术采用以下技术方案： 一种稀土镁合金，按照重量百分比含量含有：A1:2. 1-3. 2%，Gd:0. 35-0. 45%， Cu :0. 5-0. 8%, Sb: 0. 05-0. 23%, Mn: 0.卜 0. 25%, Zr: 0. 35-0. 4%, Y :0. 55-0. 76%， Dy:0.35-0.45%, Yb ：:0.15-0.26%, Er:0. 12-0. 16%, Ce ：0.2-0.32%, Cr :0.35-0. 5%, Nd ： 0· 38-0. 5%，La :1-2. 5%，余量为 Mg。 进一步的，按照重量百分比含量含有：A1:3. 1%，Gd:0. 4%，Cu:0. 65%，Sb:0. 15%， Mn :0. 2%, Zr :0. 38%, Y:0. 6%, Dy :0. 4%, Yb ：:0. 2%, Er :0. 14%, Ce ：0. 25%, Cr :0. 4%, Nd ：0. 45%, La: L 5%，余量为 Mg。 另外，还提供一种所述的稀土镁合金的制作工艺，包括以下步骤： (1)将按照权利要求1或2设定好的原料配比置于熔融电解设备中，混合并熔融电解， 稀土离子和镁离子在阴极共电沉积生成稀土镁中间合金； (2) 将上述稀土镁中间合金和金属镁配料投入熔炼设备中混合，稀土金属与镁的摩尔 比为（0. 2?I. 5):150 ;稀土镁合金混合物在温度为600°C _650°C中进行加热使其熔融，力口 入熔炼剂并浸入熔融物内部进行搅动，随后将温度升高到750°C并静置10?25min，保证析 出的稀土镁合金漂浮于电解槽内的熔盐体系之上，熔融相中的稀土金属为结晶中心产生结 晶颗粒析出，形成稀土镁合金固液混合物； (3) 模具预热至200°C?360°C，采用离心浇铸成形工艺，将上一步得到的稀土镁合金 固液混合物浇注到所述模具中，然后控温冷却得到稀土镁合金制品； (4) 上述所得稀土镁合金制品冷却成形，进行机械加工及热处理最后进行表面处理使 稀土镁合金制品的表面包覆一层致密的保护膜，即得成品。 该专利技术采用熔融电解、分离精制、机械加工及热处理等手法，达到制备高强韧稀土 镁合金的技术效果；本专利技术主要采用稀土元素和镁作为原料，可以有效地改善合金组织和 微观结构、提高合金室温及高温力学性能、增强合金耐蚀性和耐热性等；使得所获稀土镁合 金具有耐热耐蚀、高强高韧、阻燃耐磨、易成型加工、抗高温蠕变的显著优势。 本专利技术的有益效果：质量轻、适用范围广、特别针对航天、军工、电子通讯、交通运 输等领域的应用；镁的资源优势、价格优势、产品优势得到充分发挥，具有良好的适配性，且 质量较佳，制备工艺也相对较为简单，仅通过四个步骤即可完成，反向的减少了成本，效益 较高，同时具有比传统商业镁合金优越的力学性能，能够进行大面积的推广和适用。 【具体实施方式】 实施例1 一种稀土镁合金，按照重量百分比含量含有：A1:2. 1%，Gd:0. 35%，Cu:0. 5%，Sb:0. 05%， Mn:0. 1%, Zr :0. 35%, Y:0. 55%, Dy :0. 35%, Yb ： :0.15%, Er :0. 12%, Ce ：0. 2%, Cr :0. 35%, Nd ： 0· 38%，La :1%，余量为 Mg。 稀土镁合金的制作工艺，包括以下步骤： (1) 将按照权利要求1或2设定好的原料配比置于熔融电解设备中，混合并熔融电解， 稀土离子和镁离子在阴极共电沉积生成稀土镁中间合金； (2) 将上述稀土镁中间合金和金属镁配料投入熔炼设备中混合，稀土金属与镁的摩尔 比为（0. 1?I. 2):100 ;稀土镁合金混合物在温度为560°C _600°C中进行加热使其熔融，力口 入熔炼剂并浸入熔融物内部进行搅动，随后将温度升高到720°C并静置8?15min，保证析 出的稀土镁合金漂浮于电解槽内的熔盐体系之上，熔融相中的稀土金属为结晶中心产生结 晶颗粒析出，形成稀土镁合金固液混合物； (3) 模具预热至180°C?300°C，采用离心浇铸成形工艺，将上一步得到的稀土镁合金 固液混合物浇注到所述模具中，然后控温冷却得到稀土镁合金制品； (4) 上述所得稀土镁合金制品冷却成形，进行机械加工及热处理最后进行表面处理使 稀土镁合金制品的表面包覆一层致密的保护膜，即得成品。 实施例2: 一种稀土镁合金，按照重量百分比含量含有：A1:3. 1%，Gd:0. 4%，Cu:0. 65%，Sb:0. 15%， Mn:0. 2%, Zr :0. 38%, Y :0. 6%, Dy :0. 4%, Yb ：:0. 2%, Er :0. 14%, Ce ：0. 25%, Cr :0. 4%, Nd ：0. 45%, La: L 5%，余量为 Mg。 所述的稀土镁合金的制作工艺，包括以下步骤： (1) 将按照权利要求1或2设定好的原料配比置于熔融电解设备中，混合并熔融电解， 稀土离子和镁离子在阴极共电沉积生成稀土镁中间合金； (2) 将上述稀土镁中间合金和金属镁配料投入熔炼设备中混合，稀土金属与镁的摩尔 比为（0. 2?I. 5):150 ;稀土镁合金混合物在温度为600°C _650°C中进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土镁合金，其特征在于，按照重量百分比含量含有：Al:2.1‑3.2%，Gd:0.35‑0.45%，Cu:0.5‑0.8%，Sb:0.05‑0.23%，Mn:0.1‑0.25%，Zr:0.35‑0.4%，Y:0.55‑0.76%，Dy:0.35‑0.45%，Yb：:0.15‑0.26%，Er:0.12‑0.16%，Ce：0.2‑0.32%，Cr:0.35‑0.5%，Nd：0.38‑0.5%，La：1‑2.5%，余量为Mg。

【技术特征摘要】
1. 一种稀土镁合金，其特征在于，按照重量百分比含量含有：A1:2. 1-3. 2%， Gd:0. 35-0. 45%, Cu:0. 5-0. 8%, Sb:0. 05-0. 23%, Mn:0. l-〇. 25%, Zr:0. 35-0. 4%, Y:0. 55-0. 76%, Dy:0.35-0.45%, Yb ： :0. 15-0.26%, Er:0. 12-0. 16%, Ce ：0.2-0. 32%, Cr:0. 35-0. 5%，Nd :0? 38-0. 5%，La :1-2. 5%，余量为 Mg。2. 如权利要求1所述的镁合金，其特征在于，按照重量百分比含量含有：A1:3. 1%， Gd: 0. 4%, Cu: 0. 65%, Sb: 0. 15%, Mn: 0. 2%, Zr: 0. 38%, Y: 0. 6%, Dy: 0. 4%, Yb ：: 0. 2%, Er: 0. 14%, Ce :0? 25%，Cr:0. 4%，Nd :0? 45%，La :1. 5%，余量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨攀，
申请(专利权)人：杨攀，
类型：发明
国别省市：广东;44