一种提高AZ91镁合金耐腐蚀性能的方法技术

本发明专利技术属于镁合金增强技术领域，具体涉及一种提高AZ91镁合金耐腐蚀性能的方法，以AZ91镁合金铸锭为母合金，加入纯Gd、以及适量纯Al和纯Zn制成，所得合金成分按重量百分比为Al8.35‑8.95、Zn0.55‑0.70、Gd1.35‑1.85，剩余部分为Mg和不可避免的杂质。本发明专利技术相比现有技术具有以下优点：带有搅拌装置的盖体和熔炼炉能够保证在加入Gd后对熔体进行搅拌，避免搅拌轴下方出现涡流引起Gd在熔体中分布不均匀；通过合理调整合金成分，以及对熔体进行合理搅拌，使所得合金内部晶粒细化，在保证抗拉强度、屈服强度的前提下进一步提高合金的耐腐蚀性能。

A Method to Improve the Corrosion Resistance of AZ91 Magnesium Alloy

【技术实现步骤摘要】
一种提高AZ91镁合金耐腐蚀性能的方法
本专利技术属于镁合金增强
，具体涉及一种提高AZ91镁合金耐腐蚀性能的方法。
技术介绍
镁合金因密度低和比强度高的优点而被广泛引用于航空航天、汽车等领域，随着汽车工业的发展，镁合金已成为最具发展潜力的结构材料之一，相较于铸造镁合金，变形镁合金在变形过程中组织得到优化，铸造缺陷得以消除，其综合力学性能明显提高，AZ91合金是目前使用最广泛的一种铸造镁合金，其抗拉强度为167MPa，屈服强度为95MPa，延伸率为2.1%，腐蚀速率为52mg/cm²/d；在现有实际生产中，申请号为2007100110196的专利文件公开了一种高强度耐热压铸镁合金及其制备方法，通过在AZ91合金中加入适量的金属Ca和稀土元素Y的条件下对熔体简单处理，增强合金的耐热性，保证其拉伸性能，抗拉强度达到255.3MPa，屈服强度达到179.3MPa，延伸率δ5为4%，在高温条件下，各性能变化不大；申请号为2006100170385的专利文件公开了一种高强度铸造镁合金及其制造方法，向AZ91合金中加入微量低熔点的Ho中间合金，通过Ho对合金微观组织的改变，以固溶强化、析出强化和细精强化的方式，获得了具有优良常温及高温机械性能的合金，使镁合金强度得到较大幅度的提高，具体的，合金抗拉强度达到228-277.5MPa，延伸率为4.9%；申请号为2015100536367的专利文件公开了一种高强度薄壁部件用镁合金及其制备方法，通过对镁合金配方进行改进，有效提高其性能，使抗拉强度达到280-290MPa，屈服强度达到了180-190MPa，流动性能也得到了显著的提升，保证了较高的压铸成本率；由以上内容可以看出，在AZ91合金中加入不同的材料，会实现不同的技术效果，说明原料的选择对合金综合性能有重要影响；申请号为2015106587748的专利文件公开了一种Mg-Zn-Gd准晶增强的AZ91镁合金及其制备方法，制备组织明确、成分均匀的Mg-Zn-Gd准晶合金，在保证了镁合金的高的比强度和比刚度的同时，提高合金的塑性和耐腐蚀性能，通过验证，其抗拉强度达到了189-260MPa，屈服强度达到了100-125MPa，延伸率为3.0-4.1%，腐蚀速率为10-58mg/cm²/d；通过研究实施例1-5的实验数据可以看出，随着Mg-Zn-Gd准晶合金中Gd的增加，能够有效提高合金的耐腐蚀速率，但其抗拉强度和屈服强度会逐渐降低，影响其使用范围，但镁合金材料在实际应用中，对镁合金的耐腐蚀性有较高的要求，因此，对如何保证综合力学性能的同时提高耐腐蚀需要进一步研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有提高合金的耐腐蚀速率，但会影响抗拉强度和屈服强度的问题，经分析后发现，随着Gd含量的增加，导致抗拉强度和屈服强度降低，是由于Gd熔点较高，为1313℃，过量加入容易形成偏析，提供了一种提高AZ91镁合金耐腐蚀性能的方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种提高AZ91镁合金耐腐蚀性能的方法，以AZ91镁合金铸锭为母合金，加入纯Gd、以及适量纯Al和纯Zn制成，所得合金成分按重量百分比为Al8.35-8.95、Zn0.55-0.70、Gd1.35-1.85，剩余部分为Mg和不可避免的杂质；在制备时，在熔炼炉中将AZ91镁合金升温熔化后，按照计算加入纯Al和纯Zn搅拌1-2分钟，然后加入纯Gd，使合金成分配比满足前述要求，完成后用带有搅拌装置的盖体封盖，再通入混合气体保护，搅拌10-15分钟后，静置20分钟打开盖体，扒渣，将混合熔液浇注到预热至260-280℃的钢模中成型。作为对上述方案的进一步改进，所述AZ91镁合金铸锭成分按重量百分比为Mg90.3，Al9，Zn0.7。作为对上述方案的进一步改进，所述AZ91镁合金升温熔化时的温度为685-695℃。作为对上述方案的进一步改进，所述混合气体按体积比为二氧化碳98-99%和六氟化硫1-2%。作为对上述方案的进一步改进，所述带有搅拌装置的盖体和熔炼炉相匹配，还包括支架底座，所述支架底座上方设有伸缩杆，伸缩杆上方设有相对于伸缩杆旋转的旋转件，旋转件顶部设有支撑台，所述支撑台的一侧固定连接盖体，所述盖体底部设有柱型凸台，所述柱型凸台的外径与熔炼炉内径相匹配；所述盖体包括贯穿盖体的中心孔和出气孔，在盖体上方设有支撑架，所述支撑架上安装搅拌电机，搅拌电机下方穿过中心孔连接搅拌轴，中心孔与搅拌轴之间装设轴承件，搅拌轴外周设有多个搅拌叶，出气孔内连接出气管；所述熔炼炉底部均匀分布多个锥形凸起，熔炼炉底部设有多个进气孔，进气孔内装设喷气头，多个喷气头的后端连接分流器，所述分流器连接进气管道；带有搅拌装置的盖体由于伸缩杆和旋转件的配合作用，能使盖体垂直活动或旋转活动，进而能够使盖体盖设于熔炼炉上，搅拌装置对熔体进行搅拌，能够有效避免出现Gd在熔体中分布不均匀引起的偏析，进而保证在增加Gd的基础上仍能保证一定的抗拉强度和屈服强度。作为对上述方案的进一步改进，所述锥形凸起包括中心凸起和按圆周均匀分布的小型凸起，中心凸起的母线长和底面半径大于小型突起的对应参数，小型凸起的母线长和底面半径由内到外，逐渐减小；锥形凸起的合理设计能够避免搅拌轴下方形成涡流，进而避免Gd在熔炼炉底部大量存在，进一步保证Gd在熔体内均匀分布，以保证其综合力学性能。作为对上述方案的进一步改进，所述喷气头底部设有控制阀，能通过调整控制阀的工作状态实现喷气头的启闭，能够保证混合气体在适当的时候喷入。本专利技术相比现有技术具有以下优点：带有搅拌装置的盖体和熔炼炉能够保证在加入Gd后对熔体进行搅拌，避免搅拌轴下方出现涡流引起Gd在熔体中分布不均匀；通过合理调整合金成分，以及对熔体进行合理搅拌，使所得合金内部晶粒细化，在保证抗拉强度、屈服强度的前提下进一步提高合金的耐腐蚀性能。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是盖体俯视图。图3是熔炼炉底面俯视图。图4是分流器俯视图。图5是分流器前视图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步说明。为了详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现的目的及效果，以下结合实施方式予以说明。本专利技术最关键的构思在于：通过合理调整合金元素配比，使所得合金能够具有较好的耐腐蚀性，然后配合带有搅拌装置的盖体和熔炼炉能够保证在加入Gd后对熔体进行搅拌，带有搅拌装置的盖体和熔炼炉能够保证在加入Gd后对熔体进行搅拌，进而使合金内部晶粒细化，保证较强的抗拉强度和屈服强度。一种提高AZ91镁合金耐腐蚀性能的方法，以AZ91镁合金铸锭为母合金，加入纯Gd、以及适量纯Al和纯Zn制成，所得合金成分按重量百分比为Al8.35-8.95、Zn0.55-0.70、Gd1.35-1.85，剩余部分为Mg和不可避免的杂质；在制备时，在熔炼炉中将AZ91镁合金升温至685-695℃熔化后，按照计算加入纯Al和纯Zn搅拌1-2分钟，然后加入纯Gd，使合金成分配比满足前述要求，完成后用带有搅拌装置的盖体封盖，再通入混合气体保护，搅拌10-15分钟后，静置20分钟打开盖体，扒渣，将混合熔液浇注到预热至260-280℃的钢模中成型。其中，所述AZ91镁合金铸锭成分按重量百分比为Mg90.3，Al9，Zn0.7；所述混合气体按体积比为二氧化碳98-99%和六本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高AZ91镁合金耐腐蚀性能的方法，其特征在于，以AZ91镁合金铸锭为母合金，加入纯Gd、以及适量纯Al和纯Zn制成，所得合金成分按重量百分比为Al8.35‑8.95、Zn0.55‑0.70、Gd1.35‑1.85，剩余部分为Mg和不可避免的杂质；在制备时，在熔炼炉中将AZ91镁合金升温熔化后，按照计算加入纯Al和纯Zn搅拌1‑2分钟，然后加入纯Gd，使合金成分配比满足前述要求，完成后用带有搅拌装置的盖体封盖，再通入混合气体保护，搅拌10‑15分钟后，静置20分钟打开盖体，扒渣，将混合熔液浇注到预热至260‑280℃的钢模中成型。

【技术特征摘要】
1.一种提高AZ91镁合金耐腐蚀性能的方法，其特征在于，以AZ91镁合金铸锭为母合金，加入纯Gd、以及适量纯Al和纯Zn制成，所得合金成分按重量百分比为Al8.35-8.95、Zn0.55-0.70、Gd1.35-1.85，剩余部分为Mg和不可避免的杂质；在制备时，在熔炼炉中将AZ91镁合金升温熔化后，按照计算加入纯Al和纯Zn搅拌1-2分钟，然后加入纯Gd，使合金成分配比满足前述要求，完成后用带有搅拌装置的盖体封盖，再通入混合气体保护，搅拌10-15分钟后，静置20分钟打开盖体，扒渣，将混合熔液浇注到预热至260-280℃的钢模中成型。2.如权利要求1所述一种提高AZ91镁合金耐腐蚀性能的方法，其特征在于，所述AZ91镁合金铸锭成分按重量百分比为Mg90.3，Al9，Zn0.7。3.如权利要求1所述一种提高AZ91镁合金耐腐蚀性能的方法，其特征在于，所述AZ91镁合金升温熔化时的温度为685-695℃。4.如权利要求1所述一种提高AZ91镁合金耐腐蚀性能的方法，其特征在于，所述混合气体按体积比为二氧化碳98-99%和六氟化硫1-2%。5.如权利要求1所述一种提...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海涛，
申请(专利权)人：安徽省汉甲机电设备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34