含富铈混合稀土和钆的高强度耐热镁合金及其制备加工方法，该镁合金的成分含量为：Gd7.5～15wt％，富铈混合稀土金属0.7～3.0wt％，Zr0.4～1.2wt％，其余为Mg。其方法包括(1)备料；预热；熔化预热纯镁锭；将预热后的纯Gd锭、富混合稀土金属锭和Mg-Zr中间合金锭在镁熔液中溶解，制成镁合金熔液；将镁合金熔液浇注成或铸造成镁合金锭坯；(2)进行均匀化热处理，即将镁合金锭坯加热到490～540℃保温10～60小时，使合金元素Gd、富混合稀土金属和Zr均匀分布在基体金属中；(3)进行热变形加工(4)进行余热淬火处理；(5)进行时效处理。本发明专利技术的镁合金能满足较高力学性能和高温抗蠕变性能的要求。该方法通过均匀化热处理后直接大变形热加工以及余热淬火和时效处理，解决富铈混合稀土中的Ce、La、Pr等合金元素在金属镁中的强化效果不高且不稳定的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，所谓富铈混合稀土金属就是主要包含有Ce、La、Nd、Pr的稀土金属混合物，其中Ce大约为50wt%、 La大约为30wt%、Nd大约为15wt%、Pr大约为5wt%。属于工业用镁合金的范畴。
技术介绍
目前，随着节能环保和汽车性能提升要求的不断提高，镁合金因为密度小、比强度比刚度高、铸造性能好，尤其是易于压铸成型，除此还具有优良的减振性能和易于回收等优点，在汽车工业的应用呈现蓬勃发展之势。随着镁合金在汽车上应用的不断拓展，如从原先的变速箱壳体、仪表盘、车门等一般零部件向发动机支架、活塞、轮毂等重要位置的结构件和功能件发展，人们也在开发满足各种不同要求的镁合金，如高强高韧耐热镁合金、高温抗蠕变耐蚀镁合金等。传统的镁合金如AZ91D、AM60B、AS41、AE42等获得了广泛的应用，依然是目前应用量最大的几种镁合金。但是这些合金都具有某些缺点，例如在250°C以上温度的强度非常低 (彡IOOMPa)，抗蠕变性能低(AZ91D、AM60B)，而且其切削很容易燃烧，机械加工时的安全性差。制约着镁合金在发动机等重要部件上的应用。另一方面，我国稀土矿以轻稀土组分为主，其中铈、镧、钇等组分约占60%以上。 随着我国稀土永磁材料、稀土发光材料、稀土抛光粉、稀土在冶金工业中等应用领域逐年扩大，国内市场对除钆以外的中重稀土的需求量也快速增加，由于稀土资源的不可再生性，加上近些年对稀土矿产资源的破坏性开采，使得国家对现有稀土资源的管理和开发越加严格，导致纯稀土元素的价格逐年上升，这些都间接造成以纯稀土元素(Y、Nd等)为主要合金化元素的镁合金的制备成本不断提高。申请人:在2005年12月13日提出“一种高韧性的耐热镁合金及其熔炼方法”(专利号为200510130470. 0)，提出镁合金中含有8 16wt% Y。申请人:在2006年8月25日提出“高强度的耐热镁合金及其熔炼方法”(专利号为 200610112627. 1)，提出镁合金中含有 7 16wt% Y ;2 4. 5wtNd。申请人:在2006年8月25日提出“一种高强度的耐热镁合金及其熔炼方法”(专利号为 200610112622. 9)，提出镁合金中含有 4. 5 IOwt % Y，0 8wt% Gd，0 5wt% Dy, 0 5wt% Tb，0 5wt% Ho，0 5wt% Er，0 5wt% Tm，2 4. 5wt% Nd，0 3. 5wt% Sm。申请人:在2007年7月4日提出“抗蠕变镁合金及其制备方法”(专利号为 200710118287. 8)，提出镁合金中含有 1. 5 10wt% Y，0. 15 2. Owt% Zr,0. 3 2. Owt% Nd, 2. 5 8wt% Gd，及 Sm、Dy、Tb、Ho、Er、Tm 禾口 Eu 中一种或几种，其中，0 1. 5wt% Sm, 0 5wt% Dy,0 5wt% Tb，0 5wt% Ηο,Ο 5wt% Er，0 5wt% Tm，0 5wt% Eu。在提出上述的镁合金的同时，又提出含有合金化元素(主要是稀土金属)的镁合金的制备方法，该制备方法是先将纯镁锭，和合金化元素(主要是稀土金属)和/或合金化元素和镁的中间合金分别预热；在保护气体的保护下先熔化占熔化炉重量1/2 1/20的预热纯镁锭，再分批将其余的预热纯镁锭熔化；将预热后的合金化元素(主要是稀土金属) 和/或合金化元素和镁的中间合金连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔液中，在镁熔液中溶解和扩散；最后，将镁合金熔液浇注成铸锭或铸件；或者将镁合金熔液进行连续或半连续铸造，然后采用轧制、挤压、拉拔或锻造工艺变形加工成板材、管材、型材、棒材、线材或各种锻件；或者将镁合金熔液挤压铸造或压铸成铸件；或者采用低压铸造工艺将镁合金铸造成铸件。虽然含有稀土金属或其它的合金化元素的镁合金具有高韧性、耐热性和抗蠕变性，但是，由于纯稀土元素的价格逐年上升，导致含有稀土金属的镁合金制备成本不断提高。另一方面，在我国稀土的开采和应用时，会有大量的富铈混合稀土产生，而富铈混合稀土由于伴生元素多，冶炼提纯困难，其应用受到限制，造成了高丰度的铈、镧、钇等轻稀土的大量积压，导致我国稀土资源的开采和应用之间存在着严重的不平衡。富铈混合稀土中含有的Ce、La、Pr等合金元素在金属镁中的固溶度都较低，均勻化过程中很难获得较大的过饱和度，固溶强化和时效析出强化的作用较小，一般不将Ce、La、Pr等稀土元素作为镁合金的主要合金化元素。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供含富铈混合稀土和钆的高强度耐热镁合金。它能满足较高力学性能和高温抗蠕变性能的要求，并且其切削不容易燃烧，机械加工时的安全性比现有镁合金高得多。另一方面又解决稀土资源的综合利用的问题。本专利技术的另一个目的是提供含富铈混合稀土金属和钆的高强度耐热镁合金的制备加工方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案含富铈混合稀土金属和钆的高强度耐热镁合金，该镁合金的成份含量为 Gd7. 5 17wt%，富铈混合稀土 0. 7 3. Owt%，ZrO. 4 1. 2wt%，其余为Mg，其中，在富铈混合稀土的成分含量为Ce :50士 5wt% ；La :30士3wt% ；Nd :15士2wt% ；Pr :5士 lwt%。在本专利技术的含富铈混合稀土金属的高强度耐热镁合金中，所述的Gd的最佳含量为 8. 5 llwt%。在本专利技术的含富铈混合稀土金属的高强度耐热镁合金中，富铈混合稀土金属的最佳含量为1 2wt%。在本专利技术的含富铈混合稀土金属的高强度耐热镁合金中，Zr的最佳含量为0. 5 0. 7wt%。本专利技术的含富铈混合稀土金属的高强度耐热镁合金为镁合金工件或材料。本专利技术的含富铈混合稀土金属的高强度耐热镁合金的工件或材料是将按照本专利技术的镁合金成分的重量百分比而备得的原料制成镁合金熔液；将镁合金熔液浇注成镁合金锭坯；或者将镁合金熔液进行连续或半连续铸造成镁合金锭坯；再对镁合金锭坯进行均勻化热处理，即将镁合金锭坯加热到490 540°C保温10 60小时，使合金元素Gd、富混合稀土金属和&均勻分布在基体金属中，然后经热变形加工，余热淬火处理，和时效处理所制成的。含富铈混合稀土金属的高强度耐热镁合金的制备加工方法，该方法包括下述步骤(1)、按本专利技术的上述的镁合金的成分的重量百分比进行备料；并预热纯镁锭，和预热纯Gd锭、富混合稀土金属锭和Mg-Zr中间合金；熔炼预热后的纯镁锭为镁熔液；将预热后的纯Gd锭、富混合稀土金属锭和Mg-&中间合金锭在镁熔液中溶解，制成镁合金熔液； 将镁合金熔液浇注成镁合金锭坯；或者将镁合金熔液进行连续或半连续铸造成镁合金锭坯；(2)、对镁合金锭坯进行均勻化热处理，即将镁合金锭坯加热到490 540°C保温 10 60小时，使合金元素Gd、富混合稀土金属和rLx均勻分布在基体金属中；(3)、对均勻化热处理后的镁合金坯锭进行热变形加工成各种尺寸规格的镁合金工件或材料，热变形加工包括常规的挤压变形、锻压变形、轧制变形以及它们的组合或者其它变形加工，开始变形温度为490 540°C，变形结束温度为430 530°C ；(4)、对热变形加工成的镁合金工件或材料，立即本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高强度的耐热镁合金，其特征在于该镁合金的成份含量为Gd7. 5 17wt%， 富铈混合稀土 0. 7 3. Owt %, ZrO. 4 1. 2wt%，其余为Mg，其中，在富铈混合稀土的成分含量为:Ce :50±5wt% ；La :30±3wt% ；Nd :15±2wt% ；Pr :5士 lwt%。2.根据权利要求1所述的高强度的耐热镁合金，其特征在于所述的Gd的含量为 8. 5 1 Iwt %，富铈混合稀土金属的含量为1 2wt%，Zr的含量为0. 5 0. 7wt%。3.根据权利要求1或2所述的高强度的耐热镁合金，其特征在于所述的高强度的耐热镁合金为镁合金工件或材料。4.根据权利要求3所述的高强度的耐热镁合金，其特征在于所述的镁合金工件或材料是将按照上述的镁合金成分的重量百分比而备得的原料制成镁合金熔液；将镁合金熔液浇注成镁合金锭坯；或者将镁合金熔液进行连续或半连续铸造成镁合金锭坯；再对镁合金锭坯进行均勻化热处理，即将镁合金锭坯加热到490 540°C保温10 60小时，使合金元素Gd、富混合稀土金属和ττ均勻分布在基体金属中，然后经热变形加工，余热淬火处理，和时效处理所制成的。5.一种权利要求1所述的含富铈混合稀土金属的高强度耐热镁合金的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：张奎，李兴刚，李永军，马志新，马鸣龙，张绪虎，郝文龙，杜志惠，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：
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