專利名稱：一種耐熱Mg-Sr-Y合金的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明具體涉及一種耐熱Mg-Sr-Y合金的制備工藝。
背景技術(shù)：
鎂合金是目前工業(yè)上可應(yīng)用的最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有密度小、比強(qiáng)度、比剛度高等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被應(yīng)用于汽車工業(yè)。同時(shí)因其具有上述特點(diǎn)及阻尼減振降噪能力強(qiáng)、液態(tài)成型性能優(yōu)越和易于回收利用等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為21世紀(jì)“綠色結(jié)構(gòu)材料”。然而，與鋁合金相比，鎂合金在汽車結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用仍然有限，制約其應(yīng)用的一個(gè)重要因素就是汽車零部件制造中常用商業(yè)鎂合金(如AZ91D、AM50A、和AM60B等)的耐熱性能差，在當(dāng)零部件溫度高于125°C時(shí)，鎂合金的抗蠕變性能會(huì)急劇下降，難以滿足汽車自動(dòng)變速箱、汽缸體及汽缸頭等工作溫度較高(分別為175°C、200°C、30(rC以上)的零部件使用效能要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有耐熱鎂合金耐熱性價(jià)比較高的缺點(diǎn)，本專利提供了一種簡單、廉價(jià)、 易行且性能夠滿足要求的眾多工況條件下鎂合金使用的工藝方法。以工業(yè)純鎂錠、碳酸鍶等為原材料，加入微量的稀土 Y，利用“熔-浸”熱還原法熔煉出符合試驗(yàn)要求的耐熱Mg-Sr-Y合金?！叭?浸”熱還原法是指在標(biāo)壓下將SrO或SrCO3 粉體與作為還原劑和浸取液的金屬M(fèi)g熔體在高溫下發(fā)生還原反應(yīng)。在500°C 3000°C下進(jìn)行 SrC03(s) = SrO(s)+CO2 (g) ；Mg(1)+Sr0(s) = Mg0(s) +[Sr]，反應(yīng)生成的 MgOfe)作為熔渣而被撈出，而后按照一定比例在700 800°C加入金屬M(fèi)g-Y中間合金，最終熔煉出符合試驗(yàn)要求的耐熱Mg-Sr-Y合金。在Mg-Sr系合金的基礎(chǔ)上通過添加稀土 Y形成鎂釔第二相來改變鎂合金組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改善其耐熱性能。近年來研究開發(fā)的鎂合金中，Mg-RE系合金具有優(yōu)良的耐熱、耐蝕性及較高的力學(xué)性能等優(yōu)勢，迄今為止，Mg-RE系合金優(yōu)異的耐高溫性能在耐熱鎂合金中仍位居前列。金屬鍶(Sr)是一種能有效提高鎂合金高溫性能合金元素。這是由于堿土元素Sr 加入鎂合金會(huì)在基體中形成熔點(diǎn)很高的中間相，在高溫下這些相難以分解，能夠有效地阻止晶界運(yùn)動(dòng)，使合金的高溫力學(xué)性能特別是抗蠕變性能得到顯著改善。稀土釔(Y)具有很高的化學(xué)活性，是一種很好的表面活性劑，釔的加入可降低Mg 的表面張力和界面張力，改善熔體的潤濕性，同時(shí)對Mg液還可以起到凈化和細(xì)化的作用。本發(fā)明的有益效果是，稀土 Y的加入及其形成的高熔點(diǎn)相Mg24Y5，從而實(shí)現(xiàn)了良好耐熱性能Mg-Sr-Y合金的研制。


圖1為本發(fā)明流程示意圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對本發(fā)明的制備工藝做一下具體描述首先，利用燒結(jié)技術(shù)將購置的SrCO3粉體制備成SrO，工藝為1250°C保溫3h，反應(yīng)機(jī)理為SrC03(s) = SrOfe)+C02(g)，最終Sr的含量為5% (質(zhì)量比，下同)。為防止熔體氧化燃燒，本實(shí)驗(yàn)中采用六氟化硫(SF6)氣體保護(hù)。其次，打開井式爐爐電源，把坩堝放入熔煉爐加熱，將預(yù)熱好的鎂塊和氧化鍶粉體放入坩鍋中升溫熔化，等鎂塊開始熔化時(shí)開通保護(hù)氣。而后，待鎂塊全部熔化后，進(jìn)行攪拌，扒渣后靜置以使熔體均勻化，而后升溫到810°C精煉30min，降溫到740 760°C左右，加入1 %的稀土 Y，同時(shí)，攪拌金屬熔體后扒渣，保溫靜置30min。最后，將合金液降溫至720°C，扒渣后進(jìn)行澆鑄，澆鑄時(shí)保持液流平穩(wěn)，不可中斷， 澆口保持充滿狀態(tài)。澆注過程中，應(yīng)不斷的向熔體吹保護(hù)氣體同時(shí)對模具進(jìn)行預(yù)熱，溫度緩慢升高到200°C。預(yù)熱好后，在氣體的保護(hù)下澆鑄金屬型鑄模，根據(jù)需要分別澆鑄成直徑為 80mm和20mm的Mg-Sr-Y合金樣品。
權(quán)利要求
1.一種耐熱Mg-Sr-Y合金的制備工藝，其特征在于以工業(yè)純鎂錠、碳酸鍶為原材料， 加入微量的稀土 Y，利用“熔-浸”熱還原法熔煉出符合試驗(yàn)要求的耐熱Mg-Sr-Y合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于在Mg-Sr系合金的基礎(chǔ)上通過添加稀土Y形成鎂釔第二相。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備工藝，其特征在于包括如下步驟(1)利用燒結(jié)技術(shù)將SrCO3粉體制備成SrO，工藝為500°C 3000°C，保溫lh_5h，使得最終Sr的質(zhì)量百分比含量為3% 10% ；(2)將預(yù)熱好的鎂塊和氧化鍶粉體放入坩鍋中升溫熔化，待鎂塊全部熔化后，進(jìn)行攪拌，扒渣后靜置以使熔體均勻化；(3)將步驟O)中的熔體升溫到500°C 2000°C精煉IOmin 60min，降溫到700 800°C左右，加入質(zhì)量百分比含量為0. 2%的稀土 Y，同時(shí)，攪拌金屬熔體后扒渣，保溫靜置 30min 60min ；(4)將合金液降溫至700 750°C，扒渣后進(jìn)行澆鑄，澆鑄時(shí)保持液流平穩(wěn)，不可中斷， 澆口保持充滿狀態(tài)；(5)澆注過程中的同時(shí)對模具進(jìn)行預(yù)熱，溫度緩慢升高到180 250°C，模具預(yù)熱好后， 澆鑄金屬型鑄模，根據(jù)需要澆鑄成Mg-Sr-Y合金樣品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備工藝，其特征在于采用六氟化硫SF6氣體作為保護(hù)氣體，步驟O)中鎂塊開始熔化時(shí)開通保護(hù)氣體；在步驟的澆注過程中，不斷的向熔體吹保護(hù)氣體；步驟(5)中，在保護(hù)氣體的保護(hù)下澆鑄金屬型鑄模。
全文摘要
本發(fā)明提供一種了耐熱Mg-Sr-Y合金的制備工藝，以工業(yè)純鎂錠、碳酸鍶為原材料，加入微量的稀土Y，利用熔-浸熱還原法技術(shù)制備Mg-Sr-Y合金。本發(fā)明的有益效果是，由于稀土Y的加入及其高熔點(diǎn)相Mg24Y5的形成，實(shí)現(xiàn)了良好耐熱性能Mg-Sr-Y合金的研制。本發(fā)明克服了現(xiàn)有耐熱鎂合金耐熱性價(jià)比較高的缺點(diǎn)，提供了一種簡單、易行且性能夠滿足要求的眾多工況條件下Mg-Sr-Y合金的制備工藝。
文檔編號C22C23/00GK102329972SQ201110219929
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者于海成, 李俊剛, 田麗華, 胡明 申請人:佳木斯大學(xué)