用于镁基合金的晶粒细化剂制造技术

一种母合金，其包含合金组合物，所述合金组合物包含浓度大于或等于约1.00 wt.%至小于或等于约90 wt.%的镁（Mg），浓度大于或等于约0.01 wt.%至小于或等于约20 wt.%的硼（B），和浓度大于或等于约0.1 wt.%至小于或等于约90 wt.%的铝（Al），其中所述合金组合物包含体积分数大于或等于约0.01%至小于或等于约20%的MgB2粒子。粒子。粒子。

【技术实现步骤摘要】
用于镁基合金的晶粒细化剂


[0001]本公开涉及制备具有晶粒细化剂的镁基或铝基母合金组合物的方法，所述晶粒细化剂可改善镁基铸坯的可成型性。

技术介绍

[0002]本节提供与本公开相关的背景信息， 其不一定是现有技术。
[0003]本公开涉及制备具有晶粒细化剂的镁基或铝基母合金组合物的方法，所述晶粒细化剂可改善镁基铸坯的可成型性。
[0004]轻质金属部件已经成为制造需要不断提高性能和燃油效率的车辆（尤其是汽车）的重要焦点。尽管常规钢和其他金属合金提供了各种性能好处，包括高强度，但是这种材料会很重。用于汽车应用的轻质金属部件通常由铝和/或镁合金制成。这种轻质金属可以形成坚固且坚硬的承载部件，同时具有良好的强度和延展性（例如，伸长率）。高强度和延展性对于车辆（如汽车）的安全性要求和耐久性特别重要。
[0005]尽管镁基合金是可用于形成车辆中的结构部件的轻质金属的示例，但在实践中，镁基合金的使用可能受到限制。尽管可以通过各种不同的成型技术（包括涉及高应变速率的那些成型技术，例如精制工艺（wrought process），例如挤出、轧制、锻造、流动成型、冲压等）对镁基合金进行处理，但镁基合金通常局限于仅经历低应变速率（例如，小于1 /秒）的工艺，否则它们可能会破裂。希望能够通过各种高应变速率工艺形成由包含镁的材料制成的车辆部件。因此，持续需要改进的成型工艺，以由含镁合金形成改进的轻质金属部件。

技术实现思路

[0006]本节提供了本公开的总体概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
[0007]在各个方面，本技术提供了一种母合金，该母合金包含一种合金组合物，所述合金组合物包含浓度大于或等于约1.00 wt.%至小于或等于约90 wt.%的镁（Mg），浓度大于或等于约0.01 wt.%至小于或等于约20 wt.%的硼（B），和浓度大于或等于约0.1 wt.%至小于或等于约90 wt.%的铝（Al），其中所述合金组合物包含体积分数大于或等于约0.01%至小于或等于约20%的MgB2粒子。
[0008]在一个方面，镁（Mg）的浓度为大于或等于约80 wt.%至小于或等于约99.8 wt.%。
[0009]在一个方面，硼（B）的浓度为大于或等于约0.1 wt.%至小于或等于约10 wt.%。
[0010]在一个方面，铝（Al）的浓度为大于或等于约0.1 wt.%至小于或等于约10 wt.%。
[0011]在一个方面，MgB2粒子的体积分数为大于或等于约0.2%至小于或等于约10%。
[0012]在一个方面，在至少一个MgB2粒子的表面上有一层AlB2。
[0013]在各个方面，本技术提供了一种镁基母合金，其包含：镁（Mg）和晶粒细化剂，所述晶粒细化剂包含晶粒细化底物和吸附层，所述吸附层是镁（Mg）的成核部位，并且是在晶粒细化底物上的一个层。
[0014]在一个方面，晶粒细化底物在镁（Mg）基熔体中是稳定的。
[0015]在一个方面，晶粒细化底物的密度低于2.61 g/cm3。
[0016]在一个方面，吸附层是晶粒细化底物上的单层。
[0017]在一个方面，吸附层与晶粒细化底物的晶格失配%小于2%。
[0018]在一个方面，吸附层与镁（Mg）的晶格失配%小于1%。
[0019]在各个方面，本技术还提供了形成母合金的方法，该方法包括：形成二硼化镁（MgB2）粒子，将二硼化镁（MgB2）粒子添加到熔体中，所述熔体包含铝（Al）和镁（ Mg），搅拌所述熔体使二硼化铝形成在二硼化镁（MgB2）粒子的表面上，以及使所述熔体凝固。
[0020]在一个方面，二硼化镁（MgB2）粒子通过球磨硼（B）和镁（Mg）粉末的混合物而形成。
[0021]在一个方面，通过将含硼（B）的盐添加到镁（Mg）熔体中并凝固包含二硼化镁（MgB2）粒子的镁（Mg）熔体来形成二硼化镁（MgB2）粒子。
[0022]在一个方面，该方法还包括通过挤出或轧制使凝固的熔体变形，使得二硼化镁（MgB2）粒子簇破裂。
[0023]在一个方面，镁基熔体包含浓度大于或等于约1.00 wt.%至小于或等于约90 wt.%的镁（Mg），浓度大于或等于约0.01 wt.%至小于或等于约20 wt.%的硼（B），和浓度大于或等于约0.1 wt.%至小于或等于约90 wt.%的铝（Al），其中所述熔体包含体积分数大于或等于约0.01%至小于或等于约20%的MgB2粒子。
[0024]根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。本
技术实现思路
中的描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
[0025]本文描述的附图仅用于说明所选实施方案，而不是所有可能的实现方式，并且不旨在限制本公开的范围。
[0026]图1示出了根据示例性实施方案的晶粒细化剂和镁晶粒核。
[0027]图2示出了根据一些示例性实施方案的双成核机制。
[0028]图3和图4示出了根据一些示例性实施方案的二硼化镁（MgB2）、二硼化铝（AlB2）和镁（Mg）之间的晶格比较。
[0029]图5示出了根据一些示例性实施方案的在不同熔化温度下的铝、硼和镁的三角相图。
[0030]图6示出了说明根据一些示例性实施方案的形成母合金的流程图。
[0031]在附图的若干视图中，相应的附图标记指示相应的零部件。
具体实施方式
[0032]提供一些示例性实施方案以使得本公开是详尽的，并向本领域技术人员充分传达其范围。阐述了许多具体细节，例如具体组合物、组分、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施方案的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，并非必须采用这些具体细节，示例性实施方案可以体现为许多不同的形式，并且都不应当被解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施方案中，未详细描述公知工艺、公知设备结构和公知技术。
[0033]本文所使用的术语仅出于描述特定示例性实施方案的目的，并非旨在进行限制。如本文所使用的，单数形式的“一”，“一个”和“所述”也可以旨在包括复数形式，除非上下文
另外明确指出。术语“包含”、“含有”，“包括”和“具有”是包容性的，因此规定了存在所言及的特征、要素、组合物、步骤、整数、操作和/或组分，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、要素、组分和/或其组。尽管开放式术语“包含”应理解为用于描述和要求保护本文所阐述的各种实施方案的非限制性术语，但是在某些方面，该术语可以替代地被理解为是更有限制性和约束性的术语，如“由...组成”或“基本上由...组成”。因此，对于列举组合物、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或工艺步骤的任何给定实施方案，本公开还具体包括由所述组合物、材料、组分、要素、特征、整数、操作和/或工艺步骤组成或基本上由它们组成的实施方案。在“由...组成”的情况下，替代实施方案排除了任何额外组合物、材料、组分、要素、特征、整数、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种母合金，其包含：合金组合物，所述合金组合物包含：浓度大于或等于约1.00 wt.%至小于或等于约90 wt.%的镁（Mg）；浓度大于或等于约0.01 wt.%至小于或等于约20 wt.%的硼（B）；和浓度大于或等于约0.1 wt.%至小于或等于约90 wt.%的铝（Al），其中所述合金组合物包含体积分数大于或等于约0.01%至小于或等于约20%的MgB2粒子。2. 根据权利要求1所述的母合金，其中，镁（Mg）的浓度为大于或等于约80 wt.%至小于或等于约99.8 wt.%。3. 根据权利要求1所述的母合金，其中，硼（B）的浓度为大于或等于约0.1 wt.%至小于或等于约10 wt.%。4. 根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：湛弘义，王聪婕，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：