專利名稱：一種鎂-鈥-釔合金的制作方法
技術領域：
本發明涉及合金領域，特別是涉及一種鎂-欽-釔合金。
背景技術：
鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金。其特點是密度小(1. 8g/cm3鎂合金左右)，比強度高，彈性模量大，散熱好，消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機物和堿的腐蝕性能好。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。主要用于航空、航天、運輸、化工、火箭等工業部門。在實用金屬中是最輕的金屬，鎂的比重大約是 鋁的2/3，是鐵的1/4。它是實用金屬中的最輕的金屬，高強度、高剛性。1979年DritsE朝發現添加重稀土釔對鎂合金會產生有利影響，這一重要發現使人們開發出一系列在高溫下具有優良力學性能的含Y合金，從而為重稀土(Heary rareearth,HRE)在耐熱鎂合金中的應用奠定了基礎。從20世紀90年代開始，人們為了得到性能更加優越的鎂合金，滿足國防尖端領域的需求，開始深入探索Mg—HRE合金。與輕稀土元素相比，重稀土元素主要具有以下2個優點(1)重稀土在鎂中的同溶度大，且同溶度隨溫度降低急劇下降，因而具有很好的同溶強化和沉淀強化效果；(2)重稀土能協同輕稀土或其他過渡族元素共同作用提高鎂合金的力學性能。因而，鎂和重稀土元素的合金成為現今研究的重點。

發明內容
本發明主要解決的技術問題是提供一種鎂-欽-釔合金，力學性能極佳，且有較好的朝性，易制造加工。為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是提供一種鎂-欽-釔合金，其組分的質量百分比含量為
Ho1. 569Γ2. 80% ；
YO. 50%"1. 58% ；
Nd O. 61% 2. 00% ；
Zn O. ΟΡ/ΓΟ. 55% ；
Al 3. 259Γ7. 75% ；
Ni O. 01%"0. 02% ；
Cu O. 0159Π). 025% ；
其余為Mg和不可避免的雜質。在本發明一個優選實施例中，所述組分的質量百分比含量為
Ho 2. 58% ；
Y1. 26% ；
Nd1. 28% ；Zn O. 25% ；
Al 6. 65% ；
Ni O. 01% ；
Cu O. 02% ；
其余為Mg和不可避免的雜質。在本發明一個優選實施例中，所述鎂-欽-釔合金還包括O. 0Γ0. 05%質量百分比的La和O. ΟΓΟ. 02%質量百分比的Ce。在本發明一個優選實施例中，所述鎂-欽-釔合金還包括O. 03%質量百分比的La 和O. 015%質量百分比的Ce。本發明的有益效果是本發明鎂-欽-釔合金具有以下優點
I)、添加Ho元素欽的原子半徑比Gd要小，4f軌道電子多，化學活性高，純金屬經過適當的合金化后強度、硬度提高的現象稱為固溶強化。固溶強化的效果決定于溶質原子的性質、濃度及溶劑原子的直徑差。一般來說，溶質原子和溶劑原子之間的直徑差越大，溶質的濃度越高，其強化效果越好。鎂-欽鑄態合金室溫下的維氏硬度可達121，室溫下的力學性能指標均達到350MPa以上，是其它稀土元素所不能比擬的，同時高溫性能穩定。2)、添加Nd元素可增加MgRE相的析出，從而增加合金的時效硬化效果。3)添加Y元素Y與鎂的原子尺寸相差很大，能使鎂基體點陣產生畸變，提高合金的均勻化溫度和彈性模量，減慢擴散和自擴散過程，降低位錯攀移的速率，使基體得到強化。4)、添加Al、Zn元素鋁通過固溶強化和與鎂形成的β _Mgl7A112的沉淀強化提高合金的室溫強度，鋁還可提高合金的鑄造工藝性能；鋅能夠改善合金的強度和塑性。5)、添加La、Ce :可以強化合金基體，同時熔煉過程中鈰鑭稀土能夠除去熔體中的有害雜質，達到除氣、除渣、凈化熔體的效果。本發明鎂-欽-釔合金，力學性能極佳，且有較好的韌性，易制造加工。
具體實施例方式下面對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。實施例一
選取原材料所述組分的質量百分比含量為Ho 2.58% ；Y1. 26% ；Nd1. 28% ；Zn0. 25% ；A1 6. 65% ；Ni 0. 01% ；Cu 0. 02% ；La 0. 03% ；Ce 0.015% ;其余為 Mg ;
加工對上述原料進行熔煉-澆注-擠壓加工，得到鎂-欽-釔合金樣品一。實施例二
選取原材料所述組分的質量百分比含量為Ho1. 56% ；Y O. 50% ；Nd O. 61% ；Zn0. 01% ；A1 3. 25% ；Ni 0. 01% ；Cu 0. 015% ;其余為 Mg ；
加工對上述原料進行熔煉-澆注-擠壓加工，得到鎂-欽-釔合金樣品二。實施例三
選取原材料所述組分的質量百分比含量為Ho1. 56% ；Y O. 50% ；Nd O. 61% ；Zn0. 01% ；A1 3. 25% ；Ni 0. 01% ；Cu 0. 015% ；La 0. 01% ；Ce 0. 01% ;其余為 Mg ;加工對上述原料進行熔煉-澆注-擠壓加工，得到鎂-欽-釔合金樣品三。實施例四
選取原材料所述組分的質量百分比含量為Ho 2. 80% ；Y1. 58% ；Nd 2. 00% ；Zn0. 55% ；A1 7. 75% ；Ni 0. 02% ；Cu 0. 025% ；La 0. 05% ；Ce 0. 02% ;其余為 Mg ；
加工對上述原料進行熔煉-澆注-擠壓加工，得到鎂-欽-釔合金樣品四。實施例五
選取原材料所述組分的質量百分比含量為Ho 2. 80% ；Y1. 58% ；Nd 2. 00% ；Zn0. 55% ；A1 7. 75% ；Ni 0. 02% ；Cu 0. 025% ;其余為 Mg ；
加工對上述原料進行熔煉-澆注-擠壓加工，得到鎂-欽-釔合金樣品五。 本發明鎂-欽-釔合金具有以下優點
I)、添加Ho元素欽的原子半徑比Gd要小，4f軌道電子多，化學活性高，純金屬經過適當的合金化后強度、硬度提高的現象稱為固溶強化。固溶強化的效果決定于溶質原子的性質、濃度及溶劑原子的直徑差。一般來說，溶質原子和溶劑原子之間的直徑差越大，溶質的濃度越高，其強化效果越好。鎂-欽鑄態合金室溫下的維氏硬度可達121，室溫下的力學性能指標均達到350MPa以上，是其它稀土元素所不能比擬的，同時高溫性能穩定。2)、添加Nd元素可增加MgRE相的析出，從而增加合金的時效硬化效果。3)添加Y元素Y與鎂的原子尺寸相差很大，能使鎂基體點陣產生畸變，提高合金的均勻化溫度和彈性模量，減慢擴散和自擴散過程，降低位錯攀移的速率，使基體得到強化。4)、添加Al、Zn元素鋁通過固溶強化和與鎂形成的β _Mgl7A112的沉淀強化提高合金的室溫強度，鋁還可提高合金的鑄造工藝性能；鋅能夠改善合金的強度和塑性。5)、添加La、Ce :可以強化合金基體，同時熔煉過程中鈰鑭稀土能夠除去熔體中的有害雜質，達到除氣、除渣、凈化熔體的效果。本發明鎂-欽-釔合金，力學性能極佳，且有較好的韌性，易制造加工。以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
權利要求
1.一種鎂-鈥-釔合金，其特征在于，其組分的質量百分比含量為 Ho1. 569T2. 80% ； Y0. 509T1. 58% ； Nd 0.61% 2. 00% ；Zn 0. 019T0. 55% ；Al 3. 25% 7. 75% ； Ni 0. 019T0. 02% ； Cu 0. 0159T0. 025% ； 其余為Mg和不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的鎂-鈥-釔合金，其特征在于，所述組分的質量百分比含量為 Ho 2. 58% ； Y1. 26% ； Nd1. 28% ； Zn 0. 25% ； Al 6. 65% ； Ni 0. 01% ； Cu 0. 02% ； 其余為Mg和不可避免的雜質。
3.根據權利要求1所述的鎂-欽-釔合金，其特征在于，所述鎂-欽-釔合金還包括.0. oro. 05%質量百分比的La和0. OTO. 02%質量百分比的Ce。
4.根據權利要求3所述的鎂-欽-釔合金，其特征在于，所述鎂-欽-釔合金還包括.0.03%質量百分比的La和0. 015%質量百分比的Ce。
全文摘要
本發明公開了一種鎂-鈥-釔合金，其組分的質量百分比含量為Ho1.56%~2.80%；Y0.50%~1.58%；Nd0.61%~2.00%；Zn0.01%~0.55%；Al3.25%~7.75%；Ni0.01%~0.02%；Cu0.015%~0.025%；其余為Mg和不可避免的雜質。本發明鎂-鈥-釔合金，力學性能極佳，且有較好的韌性，易制造加工。
文檔編號C22C23/02GK103014466SQ20121055611
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者朱正良 申請人:常熟市東方特種金屬材料廠