【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镁合金制备，具体为一种含ca、ce的az31b镁合金及其制备方法。
技术介绍
1、镁合金作为一种轻质、高强度的金属材料，在航空航天、汽车、电子产品等领域具有广泛的应用前景。然而，镁合金的耐腐蚀性能较差，限制了其在实际应用中的长期使用，并且，镁合金较差的室温成形性能同时也限制了其商业应用，进一步阻碍了其商业应用。az31b是应用最广泛商业应用镁合金，通过微合金化的方式研究低成本高成形性能的az31b镁合金具有重要意义。
2、镁合金的晶体结构为密排六方型，这导致了在室温下非基面滑移系的临界剪切应力较高。在室温下的变形过程中，基面滑移系成为主要的滑移系，而非基面滑移系难以启动。此外，基面滑移系无法满足多晶体塑性变形所需的协调沿c轴方向的变形，也无法满足von-mises准则所要求的5个以上的独立滑移。因此，在室温下，镁合金的塑性和成形性能受限。此外，普通热轧镁合金板材展现出强烈的基面织构，这不仅降低了其室温下的成形性能，还导致了板材的各向异性增强，进一步限制了镁合金在实际应用中的推广。
3、微合金化作为镁合金强韧化的重要手段，涉及多种微量元素与机制的协同作用。微合金化通过微量元素对镁合金的晶界、相变、位错等微观结构的影响，进而优化合金的综合性能。微合金化的过程中添加的微量元素，如稀土元素、过渡元素、碳、氮等，能够与基体元素发生交互作用，影响原子排列和晶体结构。这些微量元素能够稳定合金的基体相，改变相组成或者诱导新的相变，从而实现显微组织的优化。在凝固过程中，微量元素可以改变熔体的结晶过程，影响晶粒
4、因此，在镁合金的微合金化研究中，稀土元素和ca元素因其独特性质受到学术界的广泛关注。重稀土元素在镁合金中具有较高固溶度，但其高昂的价格限制了大量使用。相对而言，轻稀土元素如ce，由于成本较低且只需少量添加即可显著改善镁合金的性能。ca元素与稀土元素的物理特性存在较大差异。但研究表明，在镁合金中添加少量的ca元素对轧板织构的影响表现出与稀土元素相似的特性。为开发低成本、高性能的镁合金提供了新的思路。
5、ca元素和ce元素对az31b镁合金的性能和组织有不同的影响。然而，过量的ca元素和ce元素可能导致合金的塑性和冲击韧性下降，反而适得其反，平衡二者的影响也是所需克服的问题。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对现有在az31b镁合金中添加ca元素、ce元素可能导致合金的塑性和冲击韧性下降的问题，提供一种含ca、ce的az31b镁合金及其制备方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
3、一种含ca、ce的az31b镁合金，按重量百分比计，合金的成分组成包括：al：
4、2.5％～3.5％，zn：0.5％～1.5％，mn：0.1％～0.3％，ca：0～0.2％，ce：0～0.2％，余量为镁和不可避免的杂质，且杂质含量≤0.1％，ca和ce的含量百分比之和小于0.4％。
5、优选的，ca：0.04～0.2％，ce：0～0.12％。
6、本专利技术还提及一种含ca、ce的az31b镁合金的制备方法，包括以下步骤：
7、s1.按照各组分的重量百分比称取99.9％纯锌、99.9％zn纯锌、mg-30％ca中间合金、mg-30％ce中间合金、mg-50％al中间合金。
8、s2.对原料进行表面处理，二次称重后放入标好号码的试样袋中密封存放。
9、s3.将各熔炼工具、原料放入加热好的熔炼炉内预热烘干。
10、s4.将熔炼炉加热至720℃，并将称好的99.9％mg放入熔炼炉中加热至720℃，待完全熔化后，保温5～8min后再加热到730℃，放入mg-50％al中间合金，待完全熔化后，保温8～12min后扒渣，再快速搅拌，使其完全溶解，继续温度保持在730℃，放入99.9％zn纯锌，重复以上操作，最后加入mg-30％ca和mg-30％ce中间合金，保温8～12min，并快速搅拌，使其完全溶解。
11、s5.在710℃温度下，将溶液注入预热好的静置模具内静置10min，扒渣后得到合金液。
12、s6.在保护气体氛围下将静置降温后的合金液在铸模的浇铸口平稳浇铸至预热至250℃的成型模具内，等待5min后开模将成型的合金取出并立即水冷，得到镁合金铸锭；其中，保护气体采用co2和sf6的混合气体，co2和sf6的体积比为99:1。
13、s7.将镁合金铸锭进行尾部切除处理，并标记取样进行化学成分检测。
14、本专利技术还涉及一种含ca、ce的az31b镁合金的应用，该含ca、ce的az31b镁合金用于制备工业风扇型材和轨道通风格栅型材。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
16、1、本专利技术通过平衡ca元素和ce元素的影响实现镁合金的性能调控，通过加入适量的ca元素和ce元素，在保证塑性和冲击韧性的情况下，其强度、耐腐蚀性能、耐热性能得到明显的改善，能够应用于制造某些需要比较高的承载能力的部件，适用于设备能力范围内产品平均挤压速度不低于4m/min；
17、2、本专利技术的制备方法通过合金配方和热处理工艺的配合，实现镁合金的精密成型和性能调控，以满足特定应用的要求。
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1.一种含Ca、Ce的AZ31B镁合金，其特征在于，按重量百分比计，合金的成分组成包括：Al：2.5％～3.5％，Zn：0.5％～1.5％，Mn：0.1％～0.3％，Ca：0～0.2％，Ce：0～0.2％，余量为镁和不可避免的杂质，且杂质含量≤0.1％，Ca和Ce的含量百分比之和小于0.4％。
2.根据权利要求1所述的含Ca、Ce的AZ31B镁合金，其特征在于，Ca：0.04～0.2％，Ce：0～0.12％。
3.一种含Ca、Ce的AZ31B镁合金的制备方法，其应用于如权利要求1-2中任意一项所述的含Ca、Ce的AZ31B镁合金，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的含Ca、Ce的AZ31B镁合金的制备方法，其特征在于，步骤S2中，对表面处理后的原料进行密封存放时，放入标好号码的试样袋中；其中，号码顺序按照加料顺序设置。
5.根据权利要求3所述的含Ca、Ce的AZ31B镁合金的制备方法，其特征在于，步骤S4的具体操作为：将熔炼炉加热至720℃，并将称好的99.9％Mg放入熔炼炉中加热至720℃，待完全熔化后，保
6.根据权利要求3所述的含Ca、Ce的AZ31B镁合金的制备方法，其特征在于，步骤S5中，静置温度为710℃，静置时间为10min，扒渣后得到合金液。
7.根据权利要求3所述的含Ca、Ce的AZ31B镁合金的制备方法，其特征在于，步骤S6中，保护气体采用CO2和SF6的混合气体，CO2和SF6的体积比为99:1，成型模具的预热温度为250℃。
8.根据权利要求7所述的含Ca、Ce的AZ31B镁合金的制备方法，其特征在于，步骤S6中，完全浇铸至成型模具后等待5min后开模。
9.根据权利要求3所述的含Ca、Ce的AZ31B镁合金的制备方法，其特征在于，将S6制得的镁合金铸锭进行尾部切除处理，并标记取样进行化学成分检测。
10.一种含Ca、Ce的AZ31B镁合金的应用，其采用如权利要求1-2中任意一项所述的含Ca、Ce的AZ31B镁合金的应用，其特征在于，所述含Ca、Ce的AZ31B镁合金用于制备工业风扇型材和轨道通风格栅型材。
...【技术特征摘要】
1.一种含ca、ce的az31b镁合金，其特征在于，按重量百分比计，合金的成分组成包括：al：2.5％～3.5％，zn：0.5％～1.5％，mn：0.1％～0.3％，ca：0～0.2％，ce：0～0.2％，余量为镁和不可避免的杂质，且杂质含量≤0.1％，ca和ce的含量百分比之和小于0.4％。
2.根据权利要求1所述的含ca、ce的az31b镁合金，其特征在于，ca：0.04～0.2％，ce：0～0.12％。
3.一种含ca、ce的az31b镁合金的制备方法，其应用于如权利要求1-2中任意一项所述的含ca、ce的az31b镁合金，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的含ca、ce的az31b镁合金的制备方法，其特征在于，步骤s2中，对表面处理后的原料进行密封存放时，放入标好号码的试样袋中；其中，号码顺序按照加料顺序设置。
5.根据权利要求3所述的含ca、ce的az31b镁合金的制备方法，其特征在于，步骤s4的具体操作为：将熔炼炉加热至720℃，并将称好的99.9％mg放入熔炼炉中加热至720℃，待完全熔化后，保温5～8min后再加热到730℃，放入mg-50％al中间合金，待完全熔化后，保温8～12min后...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐玉棱，韩福年，王文礼，顾军，
申请(专利权)人：宝玛克合肥科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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