專利名稱：一種用高能超聲制備鎂釤中間合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬制備方法，尤其涉及一種用高能超聲制備鎂釤中間合金的方法。
背景技術(shù)：
稀土元素在鎂合金中的合金化或微合金化效果，得到了越來越引人注目的成績。利用稀土元素的一系列優(yōu)勢，諸如細(xì)化晶粒、凈化熔體等，諸多學(xué)者在此基礎(chǔ)上已開發(fā)了眾多稀土鎂合金，它們具有強(qiáng)度高、抗蠕變性好、抗蝕性強(qiáng)等優(yōu)異性能，從而滿足了鎂合金在眾多領(lǐng)域中的使用要求。因此，對鎂合金中稀土的強(qiáng)化原理、對微觀組織的作用機(jī)理等一系列理論的深入，將有助于提高我國鎂合金產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步鞏固我國鎂合金大國的地位。目前，在鎂合金中添加稀土元素主要的形式有單質(zhì)純稀土、混合稀土、中間合金等三種形式。因為稀土元素化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，直接以單質(zhì)稀土或混合稀土形式加入到合金時，具有以下缺點首先，容易氧化，再加入到鎂合金熔體前需要去除氧化皮；其次，稀土元素的熔點較高，通過物理擴(kuò)散或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的形式，加入到鎂合金熔體中后會逐步溶于合金中。因為稀土原子的擴(kuò)散速度比較慢，合金熔煉時間長；第三，有研究表明，在720 V下，混合稀土加入到鎂合金熔體中，經(jīng)30 min保溫后收得率為23. 1%，保溫60 min后收得率為34.8%，但是，通過中間合金形式加入，在710 1下只保溫10 min，收得率就達(dá)94%。所以采用鎂稀土中間合金能夠較容易得獲得優(yōu)良的合金。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種用高能超聲制備鎂釤中間合金的方，它具有工藝簡 單、操作安全，同時所制備合金含量穩(wěn)定的優(yōu)點。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，一種用高能超聲制備鎂釤中間合金的方法，其特征在于所述的制備方法包括以下步驟1)首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將稀土釤用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，然后在731°C 735°C范圍內(nèi)保溫31 35 min ；2)將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行間歇式超聲處理，超聲強(qiáng)度為I. OI kw/cm2 I. I kw/cm2,超聲時間為26 30 min，高能超聲每次施加時間21 25 S，間歇時間21 25 s;3)在731°C 735°C溫度范圍內(nèi)精煉除雜，澆鑄取樣；所述稀土釤為顆粒狀或粉末狀；所述合金熔體中稀土衫質(zhì)量占總重量的40% ;所述稀土衫顆粒直徑為20-100um ;所述稀土衫的純度為99. 9%。本發(fā)明的技術(shù)效果是采用本發(fā)明得到的鎂釤中間合金含量穩(wěn)定，能有效避免稀土燒損，減少氧化夾雜以及成分偏析等優(yōu)點，而且工藝簡單、安全可靠，操作方便。


圖I為本發(fā)明制備的鎂釤中間合金顯微組織金相圖。
具體實施例方式實施例I :首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將直徑為20-100um稀土釤顆粒(Sm的純度為99. 9%)用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，其中合金熔體中稀土釤質(zhì)量占總重量的40%，然后在731 °C下保溫31 min。將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行間歇式超聲處理，超聲強(qiáng)度為I. Olkw/cm2，超聲時間為26，高能超聲每次施加時間21 S，間歇時間21 S。在731°C下精煉除雜，澆鑄取樣。實施例2 :首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將粉末狀稀土釤(Sm的純度為99. 9%)用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，合金熔體中稀土釤質(zhì)量占總重量的40%，然后在733°C下保溫33 min。將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行間歇式超聲處理，超聲強(qiáng)度為I. 05kw/cm2，超聲時間為28 min，高能超聲每次施加時間23 S，間歇時間23 S。在733°C下精煉除雜，澆鑄取樣。
實施例3 :首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的粉末狀稀土釤(Sm的純度為99. 9%)用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，合金熔體中稀土釤質(zhì)量占總重量的40%，然后在735°C下保溫35 min。將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行間歇式超聲處理，超聲強(qiáng)度為I. I kw/cm2，超聲時間為30 min，高能超聲每次施加時間25 S，間歇時間25
S。在735°C下精煉除雜，澆鑄取樣。附圖I為實施例3得到的鎂釤中間合金顯微組織金相圖，從圖中可以看出獲得的鎂釤中間合金組織中共晶組織分布的很均勻，形狀也很圓整。超聲波導(dǎo)入合金熔體時，聲波的傳播將會出現(xiàn)許多非線性效應(yīng)，其中主要表現(xiàn)為空化和聲流效應(yīng)，空化和聲流所引發(fā)的力學(xué)效應(yīng)中的攪拌、分散、沖擊破壞和熱學(xué)效應(yīng)中整體加熱、邊界處的局部加熱作用，顯著改善釤在純鎂熔液中的潤濕性，使得經(jīng)過高能超聲處理的鎂釤中間合金中的釤能夠均勻的分散在鎂溶液中，消除成分偏析，減少氧化夾雜。在實驗過程中釤的加入是用鋁箔紙包裹好的，能夠有效的避免稀土的氧化和燒損。從而所制得的鎂釤中間合金成分穩(wěn)定，氧化夾雜以及成分偏析少。綜上所述，也可從圖中看出，采用本發(fā)明得到的鎂釤中間合金的組織中共晶組織圓整且分布均勻，而且工藝簡單、安全可靠，操作方便。
權(quán)利要求
1.一種用高能超聲制備鎂釤中間合金的方法，其特征在于所述的制備方法包括以下步驟I)首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將稀土釤用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，然后在731°C 735°C范圍內(nèi)保溫31 35 min ；2)將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行間歇式超聲處理，超聲強(qiáng)度為I. 01kw/cm2 I. I kw/cm2,超聲時間為26 30 min,高能超聲每次施加時間21 25 S，間歇時間21 25 s ;3)在731°C 735°C溫度范圍內(nèi)精煉除雜，澆鑄取樣。
2.如權(quán)利要求I所述的一種用高能超聲制備鎂釤中間合金的方法，其特征在于所述稀土釤為顆粒狀或粉末狀。
3.如權(quán)利要求I所述的一種用高能超聲制備鎂釤中間合金的方法，其特征在于所述合金熔體中稀土釤質(zhì)量占總重量的40%。
4.如權(quán)利要求2所述的一種用高能超聲制備鎂釤中間合金的方法，其特征在于所述 稀土釤顆粒直徑為20-100um。
5.如權(quán)利要求I至4任一項所述的一種用高能超聲制備鎂釤中間合金的方法，其特征在于所述稀土釤的純度為99. 9%。
全文摘要
一種用高能超聲制備鎂釤中間合金的方法，它包括以下步驟1)首先把純鎂錠放入坩堝內(nèi)加熱至熔化，將稀土釤用鋁箔紙包裹，加入到上述純鎂熔體中，然后在731℃～735℃范圍內(nèi)保溫31～35min；2)將超聲變幅桿伸入熔體中進(jìn)行間歇式超聲處理，超聲強(qiáng)度為1.01kw/cm2～1.1kw/cm2，超聲時間為26～30min，高能超聲每次施加時間21～25s，間歇時間21～25s；3)在731℃～735℃溫度范圍內(nèi)精煉除雜，澆鑄取樣；采用本發(fā)明得到的鎂釤中間合金含量穩(wěn)定，能有效避免稀土燒損，減少氧化夾雜以及成分偏析等優(yōu)點，而且工藝簡單、安全可靠，操作方便。
文檔編號C22C1/03GK102776397SQ20121024622
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者施新民, 杜磊, 胡志, 閆洪 申請人:南昌大學(xué)