一种低成本高强度的耐热镁合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109797331A(43)申请公布日2019.05.24(21)申请号201711148193.5(22)申请日2017.11.17(71)申请人北京有色金属研究总院地址100088北京市西城区新街口外大街2号(72)发明人张奎李兴刚李永军马鸣龙石国梁袁家伟(74)专利代理机构北京北新智诚知识产权代理有限公司11100代理人刘徐红(51)Int.Cl.C22C23/00(2006.01)C22C1/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页(54)发明名称一种低成本高强度的耐热镁合金及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种低成本高强度的耐热镁合金及其制备方法，属于工业用镁合金的范畴。该镁合金中，Bi的含量为5～10wt％，Zn的含量为2～7wt％，其余为Mg。其制备方法包括备料；预热炉、熔化炉升温；预热纯镁锭、纯Bi锭和纯Zn锭；分批熔化预热的纯镁锭；将Bi锭和Zn锭没入镁熔液中熔化，并使它们均匀分布在镁熔液中；将镁合金熔液浇铸成铸锭或铸件；或者进行连续或半连续铸造成铸锭后再进行轧制/挤压/拉拔/锻造等工艺变形加工成板材、管材、型材、棒材、线材以及各种锻件；或者进行挤压铸造或压铸成铸件。本发明的镁合金能满足较高力学性能和高温抗蠕变性能的要求，且成本低。CN109797331ACN109797331A权利要求书1/2页1.一种低成本高强度的耐热镁合金，其特征在于：Bi的含量为5～10wt％，Zn的含量为2～7wt％，其余为Mg。2.根据权利要求1所述的低成本高强度的耐热镁合金，其特征在于：Bi和Zn的总含量为8～15wt％。3.根据权利要求1所述的低成本高强度的耐热镁合金，其特征在于：Bi的含量为6～8wt％，Zn的含量为3～5wt％。4.根据权利要求3所述的低成本高强度的耐热镁合金，其特征在于：Bi和Zn的总含量为9～13wt％。5.权利要求1-4中任一项所述的低成本高强度的耐热镁合金的制备方法，包括下述步骤：(1)备料；(2)预热炉、熔化炉升温；(3)预热纯镁锭、纯Bi锭和纯Zn锭；(4)在保护气体的保护下或者覆盖剂的保护下分批熔化预热的纯镁锭；(5)将预热后的Bi锭和Zn锭没入镁熔液中熔化；(6)Bi和Zn完全溶解后，保温，使合金元素Bi和Zn均匀分布在镁熔液中；(7)将镁合金熔液浇铸成铸锭或铸件；或者进行连续或半连续铸造成铸锭后再进行轧制、挤压、拉拔和/或锻造工艺变形加工成板材、管材、型材、棒材、线材或锻件；或者进行挤压铸造或压铸成铸件。6.根据权利要求5所述的低成本高强度的耐热镁合金的制备方法，其特征在于：该方法包括下述具体步骤：(1)按照所述的镁合金的成份及其重量百分比备料；(2)将预热炉升温到120～410℃，并将熔化炉升温到500～800℃，且向熔化炉通入保护气体；(3)在预热炉中，将纯镁锭和纯Zn锭预热到120～400℃，同时将纯Bi锭预热到120～200℃；(4)在已经预热的熔化炉中进行纯镁锭的熔炼，首先将预热后的占该批次熔化纯镁锭重量的1/2～1/20加入熔化炉中，使其在保护气体的保护下或者覆盖剂的保护下完全熔化，然后将其余的预热后的纯镁锭分批加入到熔化炉中，待前一批预热后的纯镁锭熔化后，再加入下一批预热后的镁锭，每批加入量以纯镁锭完全淹没在镁熔液中为准；如此重复进行，直至纯镁锭加入量达到预定值，完全熔化后，将熔液表面的浮渣清理干净，将温度控制在720～780℃；(5)将预热后的纯Bi锭和纯Zn锭连同盛放它们的加料筐一起没入镁熔液中；(6)将镁熔液温度控制在700～830℃，待Bi和Zn完全溶解后，采用镁合金精炼剂对该镁合金熔液进行搅拌精炼，再在720～800℃保温10～60分钟，使合金元素Bi和Zn均匀分布在镁熔液中，然后将熔液表面的浮渣清理干净；(7)最后，将镁合金熔液浇铸到充分预热过的金属型铸造模具或者砂型铸造模具中凝固成铸锭或铸件；或者将镁合金熔液输送到结晶器中，进行连续或半连续铸造，然后采用轧制、挤压、拉拔和/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2CN109797331A权利要求书2/2页镁合金熔液根据铸件重量分批浇注到挤压铸造机或压铸机中，挤压铸造或压铸成铸件。7.根据权利要求6所述的低成本高强度的耐热镁合金的制备方法，其特征在于：所述的保护气体为SF6和N2的混合气体，SF6含量为0.2～0.5体积％，其余为N2。8.根据权利要求6所述的低成本高强度的耐热镁合金的制备方法，其特征在于：所述的加料筐由低碳钢或高铬钢制成。9.根据权利要求8所述的低成本高强度的耐热镁合金的制备方法，其特征在于：所述的加料筐由Cr13号钢板加工制成，钢板上分布有筛子状的小孔；所述钢板的厚度为3mm，小孔的直