本发明专利技术公开了一种铸造镁合金的制造方法，包括：步骤１：配料：计算元素百分含量，包括：Ｇｄ，Ｙ，Ｚｒ，余下为Ｍｇ；计算元素的重量和各自配料重量；步骤２：熔炼：Ｇｄ、Ｙ、Ｚｒ以中间合金的形式依次加入：Ｍｇ、Ｍｇ－Ｇｄ、Ｍｇ－Ｙ、Ｍｇ－Ｚｒ；通入ＳＦ６／ＣＯ２保护气体，进行精炼；捞出坩埚底的熔渣，然后重新升温到７８０～８００℃，保温静置３０分钟，随炉冷却至７３０～７４０℃后撇去表面浮渣；步骤３：浇注：模具预热，调整镁合金液温度至７００～７４０℃后浇注；步骤４：热处理：包括固溶处理、时效处理。本发明专利技术解决了成本高、延伸率低、以及所制材料耐热性不足、环境污染等问题，取得了所制材料强度高，耐热性好，疏松、偏析和裂纹倾向小等有益效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铸造合金材料的制造方法，特别涉及一种航天和航空等行业使用的高比强耐热铸造镁合金。
技术介绍
现有技术制造的铸造镁合金存在强度偏低和耐热性不足的问题。例如，WE54是典 型的高强耐热镁合金，化学组成为Mg-(4. 75 5. 5) % Y-(2. 0 4. 0) % RE-(O. 4 1. 0) % Zr，其室温抗拉强度为250MPa，使用温度约为200 250°C 。 为了改善上述材料的品质，以Th代替RE加入镁合金中，从而使其300°C以上具有 良好的机械性能，但是由于Th引起的环境污染问题而失去竞争优势，成为一种被淘汰的合 金。最近开发的Mg-20X Gd，Mg-20% Tb耐热镁合金，在250°C的抗拉强度为280 320MPa， 与WE系合金和铝合金的强度相比，又有了大幅度的提高。但单纯加入重稀土使得镁合金成 本太高，密度更大和室温延伸率过低，很难得到实际应用。 目前没有发现同本专利技术类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资 料。
技术实现思路
为了解决现有技术制造的铸造镁合金存在的成本太高、密度更大、室温延伸率过 低、以及耐热性不足、环境污染等问题，本专利技术的目的在于提供一种铸造镁合金的制造方 法。利用本专利技术方法制造的铸造镁合金材料具备良好的性能，可以制作航天和航空等行业 用零件。 为了达到上述专利技术目的，本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种 ，包括如下步骤 步骤l:配料，包括 1-1根据合金化学成分要求与元素烧损规律，计算每种元素所需百分含量，包括 Gd， Y， Zr，余下为Mg ; 1-2根据每种元素所需百分含量，根据原料重量计算所需每种元素的重量包括Gd ;Y ;Zr ;Mg ; 1-3根据原材料使用Mg、Mg-25wt% Gd、Mg_25wt% Y、Mg_30wt% Zr ;计算各自配料 重量； 步骤2:熔炼，包括 2-1把称量好的纯Mg及中间合金预热至175 225"，保温3小时以上； 2-2使用电阻坩埚炉熔炼，坩埚升温至500-60(TC，装满经过预热的镁材料，盖上防护炉盖，通入保护气体，升温熔化； 2-3等纯镁完全熔化并升温720 740°C时，使用加料筐把预热好的Mg-Gd中间合 金直接加入到熔体中， 一边加入一边在熔体上面缓慢搅拌； 2-4熔化后熔体温度回升至720 74(TC时，以同样的方式加入Mg-Y中间合金，将 炉温升至760 78(TC后加入Mg-Zr，待其熔化后撇去表面浮渣，等其完全熔入后，捞底彻底 搅拌2 5分钟； 2-5搅拌完毕后，把合金熔液快速升温至780°C ，并保温20分钟； 2-6降温至750 755t:，加入2%精炼剂进行精炼处理，精炼时要彻底捞底，并使精炼剂能与合金液充分接触，精炼时间控制在10分钟； 2-7精炼完毕后，捞出坩埚底的熔渣，然后重新升温到780 80(TC间，保温静置 25 40分钟，再降温到浇注温度准备浇注； 步骤3:浇注，包括 3-1使用金属型模具，模具预热温度200 250°C ，预热时间以模具热透为止，浇注 时在浇注系统中放置陶瓷过滤网； 3-2调整镁合金液温度至700 740°C ，进行浇注； 步骤4:热处理，包括 4-1热处理使用箱式电阻炉； 4-2固溶处理温度为500 525°C，保温时间为6 12小时，采用水淬； 4-3时效处理温度为225 25(TC，保温时间为15 20小时，采用空冷。 上述步骤l-l，每种元素所需百分含量如下(wt% ) :9. 0 12. 5Gd，2. 8 4. 5Y， 0.4 l.OZr，余下为Mg。上述步骤l-2，200kg原料所需每种元素的重量为Gd :24kg ;Y :10kg ;Zr :3kg ;Mg : 163kg。上述步骤1-3， 200kg原料所需的配料重量为:Mg-Gd :96kg ;Mg-Y :40kg ;Mg-Zr :10kg ;Mg :54kg。 本专利技术，由于采用上述化学成分及其制备方法得到的铸造 镁合金材料强度高，耐热性性好。经测试，室温下的性能指标达到o b > 330Mpa， S > 4%; 20(TC下，ob > 280MPa， S > 8% ;300。C， ob > 180MPa， S > 15%。因此，解决了现有技 术存在的成本太高、密度更大、室温延伸率过低、以及耐热性不足、环境污染等问题，取得了 强度高，耐热性好，疏松、偏析和裂纹倾向小等有益效果。具体实施例方式下面以熔炼200kg原材料为实施例，对本专利技术进行详细的描述，该方法包括如下的步骤 步骤l:配料，包括 1-1根据合金化学成分要求与元素烧损规律，计算每种元素所需百分含量如下 (wt%) :9. 0 12. 5Gd，2. 8 4. 5Y，0. 4 1. OZr，余下为Mg。本专利技术实施例中，上述元素 百分含量优选为12Gd， 5Y， 1. 5Zr，余量为Mg。 1-2根据每种元素所需百分含量计算200kg原料所需每种元素的重量，如下Gd : 24kg ;Y :10kg ;Zr :3kg ;Mg :163kg。 1-3原材料使用Mg、 Mg-25wt% Gd、 Mg_25wt% Y、 Mg_30wt% Zr。计算各自配料重 量。Mg-25wt% Gd :96kg ;Mg_25wt% Y :40kg ;Mg_30wt% Zr :10kg ;Mg :54kg。 步骤2 :熔炼 2-1把称量好的纯Mg及中间合金预热至175 225。C，保温3小时以上。5 2-2使用电阻坩埚炉熔炼，坩埚升温预热至暗红色，约500-600°C ，装满经过预热 的镁材料，盖上防护炉盖，通入SF6/C02保护气体，升温熔化。 2-3等纯镁完全熔化后并升温720 74(TC时(用热电偶测量)，使用加料筐把预 热好的Mg-Gd中间合金直接加入到熔体中，一边加入一边在熔体上面缓慢搅拌，以避免金 属元素下沉偏析。 2-4熔化后熔体温度回升至720 74(TC时，以同样的方式加入Mg-Y中间合金，将 炉温升至760 78(TC后加入Mg-Zr，待其熔化后撇去表面浮渣，等其完全熔入后，捞底彻底 搅拌2 5分钟，使合金元素充分均匀。 2-5搅拌完毕后，把合金熔液快速升温至780°C ，并保温20分钟左右。 2-6降温至750 755°C ，加入2%精炼剂进行精炼处理，精炼时要彻底捞底，并使精炼剂能与合金液充分接触，精炼时间控制在10分钟左右为宜。 2-7精炼完毕后，捞出坩埚底的熔渣，然后重新升温到780 80(TC间，保温静置 25 40分钟，再降温到浇注温度准备浇注。 步骤3:浇注，包括 3-1使用金属型模具，模具预热温度200 250°C ，预热时间以模具热透为止，浇注 时在浇注系统中放置陶瓷过滤网。 3-2调整镁合金液温度至700 740°C ，进行浇注。 步骤4:热处理，包括 4-l热处理，使用箱式电阻炉。 4-2固溶处理，温度为500 525"，保温时间为6 12小时，采用水淬。 4-3时效处理，温度为225 25(TC，保温时间为15 20小时，采用空冷。 上述步骤2-3和2-4中，熔炼时，Gd、 Y、 Zr以中间合金的形式加入，加入顺序依次为M本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铸造镁合金的制造方法，其特征在于，该方法包括如下的步骤： 步骤１：配料，包括： １－１根据合金化学成分要求与元素烧损规律，计算每种元素所需百分含量，包括如下元素：Ｇｄ，Ｙ，Ｚｒ，Ｍｇ； １－２根据每种元素所需百分含量，根据原料重量计算每种所需元素的重量，包括Ｇｄ；Ｙ；Ｚｒ；Ｍｇ的各自重量； １－３根据原材料使用Ｍｇ、Ｍｇ－２５ｗｔ％６ｄ、Ｍｇ－２５ｗｔ％Ｙ、Ｍｇ－３０ｗｔ％Ｚｒ；计算各自配料重量； 步骤２：熔炼，包括：２－１把称量好的纯Ｍｇ及中间合金预热至１７５～２２５℃，保温３小时以上； ２－２使用电阻坩埚炉熔炼，坩埚升温至５００～６００℃，装满经过预热的镁材料，盖上防护炉盖，通入保护气体，升温熔化； ２－３等纯镁完全熔化并升温至７２０～７４０℃时，使用加料筐把预热好的Ｍｇ－Ｇｄ中间合金直接加入到熔体中，一边加入一边在熔体上面缓慢搅拌； ２－４熔化后熔体温度回升至７２０～７４０℃时，以同样的方式加入Ｍｇ－Ｙ中间合金，将炉温升至７６０～７８０℃后加入Ｍｇ－Ｚｒ，待其熔化后撇去表面浮渣，等其完全熔入后，捞底彻底搅拌２～５分钟；２－５搅拌完毕后，把合金熔液快速升温至７８０℃，并保温２０分钟； ２－６降温至７５０～７５５℃，加入２％精炼剂进行精炼处理，精炼时要彻底捞底，并使精炼剂能与合金液充分接触，精炼时间控制在１０分钟； ２－７精炼完毕后，捞出坩埚底的熔渣，然后重新升温到７８０～８００℃间，保温静置２５～４０分钟，再降温到浇注温度准备浇注； 步骤３：浇注，包括： ３－１使用金属型模具，模具预热温度２００～２５０℃，预热时间以模具热透为止，浇注时在浇注系统中放置陶瓷过滤网； ３－２调整镁合金液温度至７００～７４０℃，进行浇注； 步骤４：热处理，包括： ４－１热处理，使用箱式电阻炉； ４－２固溶处理，温度为５００～５２５℃，保温时间为６～１２小时，采用水淬； ４－３时效处理，温度为２２５～２５０℃，保温时间为１５～２０小时，采用空冷。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈斌，吴国华，侯正全，丁文江，李宝辉，迟秀梅，邱立新，
申请(专利权)人：上海航天精密机械研究所，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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