本發(fā)明涉及一種稀土鎂合金的制備方法。
背景技術(shù)：
：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，比彈性模量大，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。主要用于航空、航天、運輸、化工、火箭等工業(yè)部門。普通的鎂合金高溫力學(xué)性能較差，當(dāng)溫度升高時，其強度大幅度下降，在高溫下難以長時間使用。提高鎂合金的高溫力學(xué)性能是鎂合金研究的重要課題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。本發(fā)明還有一個目的是提供一種稀土鎂合金的制備方法。為此，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種稀土鎂合金的制備方法，包括如下步驟：步驟一、將鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金利用高能球磨5～6h，得到混合粉末，之后將該混合粉末置于一真空感應(yīng)熔煉爐的一坩堝內(nèi)；步驟二、對該真空感應(yīng)熔煉爐進行抽真空處理，至真空壓力為-50MPa～-20MPa，處理20～30min；步驟三、于真空條件下，對所述坩堝加熱，加熱溫度為550～600℃，保溫40～60min，得到合金湯；步驟四、于惰性氣體保護下，將鋰納米粉倒入該合金湯中，并混合均勻，之后進行擠壓，待其冷卻，并以擠鍛方式成形加工，以形成鎂合金初級產(chǎn)品，其中，擠壓時的擠壓比為10～15:1，擠壓的速度為0.3～0.9mm/s；其中，鋰元素與鋁元素進行結(jié)合反應(yīng)，以于該鎂合金初級產(chǎn)品材料內(nèi)部析出一鋁鋰相；所述鋰納米粉、鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金的重量比例依次為2.5～3:1:5～6:3～4:80～90；步驟五、在所述鎂合金初級產(chǎn)品的周圍涂覆耐腐蝕層，所述耐腐蝕層包括如下重量份數(shù)的組分：3～4份的釓，10～20份的Ni，5～10份的Al和30～40份的Nb。優(yōu)選的是，所述的稀土鎂合金的制備方法中，所述鋰納米粉、鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金的重量比例依次為2.8:1:5.5:3.5:85。優(yōu)選的是，所述的稀土鎂合金的制備方法中，所述步驟二中，所述真空壓力為-35MPa，處理25min。優(yōu)選的是，所述的稀土鎂合金的制備方法中，所述步驟三中，所述加熱溫度為575℃，保溫50min。優(yōu)選的是，所述的稀土鎂合金的制備方法中，所述步驟四中，所述惰性氣體為氬氣。優(yōu)選的是，所述的稀土鎂合金的制備方法中，所述步驟四中，所述擠壓的壓力為600～700T。優(yōu)選的是，所述的稀土鎂合金的制備方法中，所述步驟四中，所述擠壓比為13:1，擠壓的速度為0.6mm/s。本發(fā)明至少包括以下有益效果：本發(fā)明采用高能球磨過的混合粉作為原料，能夠獲得具有適度活性的復(fù)合金屬顆粒，在真空條件下進行熔煉處理，能夠使合金之間的作用更加均勻，二者聯(lián)合使用，也避免了長時間加熱所產(chǎn)生的衍生物等雜質(zhì)。同時，在加熱后在惰性氣體保護下加入鋰納米材料，這樣一是能夠保持鋰元素的活性，與鋁進行反應(yīng)，獲得產(chǎn)品的柔韌性更好。二是使得最終的產(chǎn)品微觀組織均勻細(xì)小，結(jié)構(gòu)更加均衡。再有，在加熱之后再通過擠壓成型，且采用多種稀土元素加入到鎂合金的加工中，能夠使得結(jié)構(gòu)更加對稱、穩(wěn)定，耐高溫力學(xué)性能更好，能夠延長高溫下鎂合金材料的使用壽命。同時，還涂覆有耐腐蝕層，耐腐蝕層與鎂合金結(jié)合后，能進一步增強該板材在高溫下的強度，延長其使用壽命。本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。本發(fā)明提供一種稀土鎂合金的制備方法，包括如下步驟：步驟一、將鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金利用高能球磨5～6h，得到混合粉末，之后將該混合粉末置于一真空感應(yīng)熔煉爐的一坩堝內(nèi)；步驟二、對該真空感應(yīng)熔煉爐進行抽真空處理，至真空壓力為-50MPa～-20MPa，處理20～30min；步驟三、于真空條件下，對所述坩堝加熱，加熱溫度為550～600℃，保溫40～60min，得到合金湯；步驟四、于惰性氣體保護下，將鋰納米粉倒入該合金湯中，并混合均勻，之后進行擠壓，待其冷卻，并以擠鍛方式成形加工，以形成鎂合金初級產(chǎn)品，其中，擠壓時的擠壓比為10～15:1，擠壓的速度為0.3～0.9mm/s；其中，鋰元素與鋁元素進行結(jié)合反應(yīng)，以于該鎂合金初級產(chǎn)品材料內(nèi)部析出一鋁鋰相；所述鋰納米粉、鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金的重量比例依次為2.5～3:1:5～6:3～4:80～90；步驟五、在所述鎂合金初級產(chǎn)品的周圍涂覆耐腐蝕層，所述耐腐蝕層包括如下重量份數(shù)的組分：3～4份的釓，10～20份的Ni，5～10份的Al和30～40份的Nb。在本發(fā)明的其中一個實施例中，作為優(yōu)選，所述鋰納米粉、鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金的重量比例依次為2.8:1:5.5:3.5:85。在本發(fā)明的其中一個實施例中，作為優(yōu)選，所述步驟二中，所述真空壓力為-35MPa，處理25min。在本發(fā)明的其中一個實施例中，作為優(yōu)選，所述步驟三中，所述加熱溫度為575℃，保溫50min。在本發(fā)明的其中一個實施例中，作為優(yōu)選，所述步驟四中，所述惰性氣體為氬氣。在本發(fā)明的其中一個實施例中，作為優(yōu)選，所述步驟四中，所述擠壓的壓力為600～700T。在本發(fā)明的其中一個實施例中，作為優(yōu)選，所述步驟四中，所述擠壓比為13:1，擠壓的速度為0.6mm/s。實施例1一種稀土鎂合金的制備方法，包括如下步驟：步驟一、將鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金利用高能球磨5h，得到混合粉末，之后將該混合粉末置于一真空感應(yīng)熔煉爐的一坩堝內(nèi)；步驟二、對該真空感應(yīng)熔煉爐進行抽真空處理，至真空壓力為-50MPa，處理20min；步驟三、于真空條件下，對所述坩堝加熱，加熱溫度為550℃，保溫40min，得到合金湯；步驟四、于惰性氣體保護下，將鋰納米粉倒入該合金湯中，并混合均勻，之后進行擠壓，待其冷卻，并以擠鍛方式成形加工，以形成鎂合金初級產(chǎn)品，其中，擠壓時的擠壓比為10:1，所述擠壓的壓力為650T，擠壓的速度為0.3mm/s；其中，鋰元素與鋁元素進行結(jié)合反應(yīng)，以于該鎂合金初級產(chǎn)品材料內(nèi)部析出一鋁鋰相；所述鋰納米粉、鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金的重量比例依次為2.5:1:5:3:80。步驟五、在所述鎂合金初級產(chǎn)品的周圍涂覆耐腐蝕層，所述耐腐蝕層包括如下重量份數(shù)的組分：3份的釓，10份的Ni，5份的Al和30份的Nb。測量室溫下和150℃高溫下得到的鎂合金的強度。實施例2一種稀土鎂合金的制備方法，包括如下步驟：步驟一、將鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金利用高能球磨6h，得到混合粉末，之后將該混合粉末置于一真空感應(yīng)熔煉爐的一坩堝內(nèi)；步驟二、對該真空感應(yīng)熔煉爐進行抽真空處理，至真空壓力為-20MPa，處理30min；步驟三、于真空條件下，對所述坩堝加熱，加熱溫度為600℃，保溫60min，得到合金湯；步驟四、于惰性氣體保護下，將鋰納米粉倒入該合金湯中，并混合均勻，之后進行擠壓，待其冷卻，并以擠鍛方式成形加工，以形成鎂合金初級產(chǎn)品，其中，擠壓時的擠壓比為15:1，，所述擠壓的壓力為700T，擠壓的速度為0.9mm/s；其中，鋰元素與鋁元素進行結(jié)合反應(yīng)，以于該鎂合金初級產(chǎn)品材料內(nèi)部析出一鋁鋰相；所述鋰納米粉、鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金的重量比例依次為3:1:6:4:90。步驟五、在所述鎂合金初級產(chǎn)品的周圍涂覆耐腐蝕層，所述耐腐蝕層包括如下重量份數(shù)的組分：3.5份的釓，15份的Ni，7.5份的Al和35份的Nb測量室溫下和150℃高溫下得到的鎂合金的強度。實施例3一種稀土鎂合金的制備方法，包括如下步驟：步驟一、將鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金利用高能球磨5.5h，得到混合粉末，之后將該混合粉末置于一真空感應(yīng)熔煉爐的一坩堝內(nèi)；步驟二、對該真空感應(yīng)熔煉爐進行抽真空處理，至真空壓力為-30MPa，處理25min；步驟三、于真空條件下，對所述坩堝加熱，加熱溫度為575℃，保溫50min，得到合金湯；步驟四、于惰性氣體保護下，將鋰納米粉倒入該合金湯中，并混合均勻，之后進行擠壓，待其冷卻，并以擠鍛方式成形加工，以形成鎂合金初級產(chǎn)品，其中，所述擠壓的壓力為600T。擠壓時的擠壓比為13:1，擠壓的速度為0.6mm/s；所述惰性氣體為氬氣。其中，鋰元素與鋁元素進行結(jié)合反應(yīng)，以于該鎂合金初級產(chǎn)品材料內(nèi)部析出一鋁鋰相；所述鋰納米粉、鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金的重量比例依次為2.8:1:5.5:3.5:85。步驟五、在所述鎂合金初級產(chǎn)品的周圍涂覆耐腐蝕層，所述耐腐蝕層包括如下重量份數(shù)的組分：4份的釓，20份的Ni，10份的Al和40份的Nb。測量室溫下和150℃高溫下得到的鎂合金的強度。實施例4一種稀土鎂合金的制備方法，包括如下步驟：步驟一、將鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金利用高能球磨5.1h，得到混合粉末，之后將該混合粉末置于一真空感應(yīng)熔煉爐的一坩堝內(nèi)；步驟二、對該真空感應(yīng)熔煉爐進行抽真空處理，至真空壓力為-48MPa，處理21min；步驟三、于真空條件下，對所述坩堝加熱，加熱溫度為560℃，保溫42min，得到合金湯；步驟四、于惰性氣體保護下，將鋰納米粉倒入該合金湯中，并混合均勻，之后進行擠壓，待其冷卻，并以擠鍛方式成形加工，以形成鎂合金初級產(chǎn)品，其中，擠壓時的擠壓比為11:1，擠壓的速度為0.4mm/s，所述擠壓的壓力為610T；其中，鋰元素與鋁元素進行結(jié)合反應(yīng)，以于該鎂合金初級產(chǎn)品材料內(nèi)部析出一鋁鋰相；所述鋰納米粉、鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金的重量比例依次為2.6:1:5.1:3.1:81；步驟五、在所述鎂合金初級產(chǎn)品的周圍涂覆耐腐蝕層，所述耐腐蝕層包括如下重量份數(shù)的組分：3.1份的釓，11份的Ni，6份的Al和31份的Nb。測量室溫下和150℃高溫下得到的鎂合金的強度。實施例5一種稀土鎂合金的制備方法，包括如下步驟：步驟一、將鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金利用高能球磨5.2h，得到混合粉末，之后將該混合粉末置于一真空感應(yīng)熔煉爐的一坩堝內(nèi)；步驟二、對該真空感應(yīng)熔煉爐進行抽真空處理，至真空壓力為-46MPa，處理22min；步驟三、于真空條件下，對所述坩堝加熱，加熱溫度為570℃，保溫42min，得到合金湯；步驟四、于惰性氣體保護下，將鋰納米粉倒入該合金湯中，并混合均勻，之后進行擠壓，待其冷卻，并以擠鍛方式成形加工，以形成鎂合金初級產(chǎn)品，其中，擠壓時的擠壓比為12:1，擠壓的速度為0.5mm/s，所述擠壓的壓力為620T；其中，鋰元素與鋁元素進行結(jié)合反應(yīng)，以于該鎂合金初級產(chǎn)品材料內(nèi)部析出一鋁鋰相；所述鋰納米粉、鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金的重量比例依次為2.7:1:5.2:3.2:82；步驟五、在所述鎂合金初級產(chǎn)品的周圍涂覆耐腐蝕層，所述耐腐蝕層包括如下重量份數(shù)的組分：3.2份的釓，12份的Ni，7份的Al和32份的Nb。測量室溫下和150℃高溫下得到的鎂合金的強度。實施例6一種稀土鎂合金的制備方法，包括如下步驟：步驟一、將鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金利用高能球磨5.3h，得到混合粉末，之后將該混合粉末置于一真空感應(yīng)熔煉爐的一坩堝內(nèi)；步驟二、對該真空感應(yīng)熔煉爐進行抽真空處理，至真空壓力為-44MPa，處理24min；步驟三、于真空條件下，對所述坩堝加熱，加熱溫度為570℃，保溫48min，得到合金湯；步驟四、于惰性氣體保護下，將鋰納米粉倒入該合金湯中，并混合均勻，之后進行擠壓，待其冷卻，并以擠鍛方式成形加工，以形成鎂合金初級產(chǎn)品，其中，擠壓時的擠壓比為13:1，擠壓的速度為0.5mm/s，所述擠壓的壓力為640T；其中，鋰元素與鋁元素進行結(jié)合反應(yīng)，以于該鎂合金初級產(chǎn)品材料內(nèi)部析出一鋁鋰相；所述鋰納米粉、鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金的重量比例依次為2.7:1:5.7:3.7:88；步驟五、在所述鎂合金初級產(chǎn)品的周圍涂覆耐腐蝕層，所述耐腐蝕層包括如下重量份數(shù)的組分：3.3份的釓，13份的Ni，7份的Al和33份的Nb。測量室溫下和150℃高溫下得到的鎂合金的強度。實施例8實施例7一種稀土鎂合金的制備方法，包括如下步驟：步驟一、將鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金利用高能球磨5.7h，得到混合粉末，之后將該混合粉末置于一真空感應(yīng)熔煉爐的一坩堝內(nèi)；步驟二、對該真空感應(yīng)熔煉爐進行抽真空處理，至真空壓力為-38MPa，處理26min；步驟三、于真空條件下，對所述坩堝加熱，加熱溫度為578℃，保溫57min，得到合金湯；步驟四、于惰性氣體保護下，將鋰納米粉倒入該合金湯中，并混合均勻，之后進行擠壓，待其冷卻，并以擠鍛方式成形加工，以形成鎂合金初級產(chǎn)品，其中，擠壓時的擠壓比為12:1，擠壓的速度為0.6mm/s，所述擠壓的壓力為660T；其中，鋰元素與鋁元素進行結(jié)合反應(yīng)，以于該鎂合金初級產(chǎn)品材料內(nèi)部析出一鋁鋰相；所述鋰納米粉、鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金的重量比例依次為2.8:1:5.9:3.9:89；步驟五、在所述鎂合金初級產(chǎn)品的周圍涂覆耐腐蝕層，所述耐腐蝕層包括如下重量份數(shù)的組分：3.4份的釓，19份的Ni，9份的Al和39份的Nb。測量室溫下和150℃高溫下得到的鎂合金的強度。實施例8一種稀土鎂合金的制備方法，包括如下步驟：步驟一、將鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金利用高能球磨5.9h，得到混合粉末，之后將該混合粉末置于一真空感應(yīng)熔煉爐的一坩堝內(nèi)；步驟二、對該真空感應(yīng)熔煉爐進行抽真空處理，至真空壓力為-33MPa，處理25min；步驟三、于真空條件下，對所述坩堝加熱，加熱溫度為570℃，保溫52min，得到合金湯；步驟四、于惰性氣體保護下，將鋰納米粉倒入該合金湯中，并混合均勻，之后進行擠壓，待其冷卻，并以擠鍛方式成形加工，以形成鎂合金初級產(chǎn)品，其中，擠壓時的擠壓比為14:1，擠壓的速度為0.8mm/s，所述擠壓的壓力為680T；其中，鋰元素與鋁元素進行結(jié)合反應(yīng)，以于該鎂合金初級產(chǎn)品材料內(nèi)部析出一鋁鋰相；所述鋰納米粉、鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金的重量比例依次為2.9:1:5.9:3.9:89；步驟五、在所述鎂合金初級產(chǎn)品的周圍涂覆耐腐蝕層，所述耐腐蝕層包括如下重量份數(shù)的組分：3.6份的釓，16份的Ni，8份的Al和37份的Nb。測量室溫下和150℃高溫下得到的鎂合金的強度。實施例9一種稀土鎂合金的制備方法，包括如下步驟：步驟一、將鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金利用高能球磨5.4h，得到混合粉末，之后將該混合粉末置于一真空感應(yīng)熔煉爐的一坩堝內(nèi)；步驟二、對該真空感應(yīng)熔煉爐進行抽真空處理，至真空壓力為-39MPa，處理26min；步驟三、于真空條件下，對所述坩堝加熱，加熱溫度為589℃，保溫56min，得到合金湯；步驟四、于惰性氣體保護下，將鋰納米粉倒入該合金湯中，并混合均勻，之后進行擠壓，待其冷卻，并以擠鍛方式成形加工，以形成鎂合金初級產(chǎn)品，其中，擠壓時的擠壓比為12.5:1，擠壓的速度為0.7mm/s，所述擠壓的壓力為666T；其中，鋰元素與鋁元素進行結(jié)合反應(yīng)，以于該鎂合金初級產(chǎn)品材料內(nèi)部析出一鋁鋰相；所述鋰納米粉、鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金的重量比例依次為2.8:1:5.8:3.8:88；步驟五、在所述鎂合金初級產(chǎn)品的周圍涂覆耐腐蝕層，所述耐腐蝕層包括如下重量份數(shù)的組分：3.9份的釓，17份的Ni，8份的Al和37份的Nb。測量室溫下和150℃高溫下得到的鎂合金的強度。實施例10一種稀土鎂合金的制備方法，包括如下步驟：步驟一、將鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金利用高能球磨5.2h，得到混合粉末，之后將該混合粉末置于一真空感應(yīng)熔煉爐的一坩堝內(nèi)；步驟二、對該真空感應(yīng)熔煉爐進行抽真空處理，至真空壓力為-36MPa，處理26min；步驟三、于真空條件下，對所述坩堝加熱，加熱溫度為587℃，保溫51min，得到合金湯；步驟四、于惰性氣體保護下，將鋰納米粉倒入該合金湯中，并混合均勻，之后進行擠壓，待其冷卻，并以擠鍛方式成形加工，以形成鎂合金初級產(chǎn)品，其中，擠壓時的擠壓比為14:1，擠壓的速度為0.6mm/s，所述擠壓的壓力為677T；其中，鋰元素與鋁元素進行結(jié)合反應(yīng)，以于該鎂合金初級產(chǎn)品材料內(nèi)部析出一鋁鋰相；所述鋰納米粉、鎂釔合金、鎂釹合金、鎂鏑合金和鎂鋁合金的重量比例依次為2.7:1:5.7:3.5:85；步驟五、在所述鎂合金初級產(chǎn)品的周圍涂覆耐腐蝕層，所述耐腐蝕層包括如下重量份數(shù)的組分：3.8份的釓，14份的Ni，7份的Al和36份的Nb。測量室溫下和150℃高溫下得到的鎂合金的強度。對比例采用本領(lǐng)域常規(guī)的技術(shù)方法制備鎂合金。測量室溫下和150℃高溫下得到的鎂合金的強度及延伸率。各實施例的制備得到的鎂合金的室溫強度和150℃高溫下的強度實施例室溫強度150℃高溫下的強度對比例300200實施例1467271實施例2432261實施例3489281實施例4464277實施例5459296實施例6473232實施例7488267實施例8466286實施例9458246實施例10476237由測試結(jié)果可知，依照本發(fā)明的方法制備得到的鎂合金具有較高的強度，在高溫下也能保持較高強度和較好韌性，可以滿足現(xiàn)代工業(yè)對耐熱鎂合金材料的需求這里說明的模塊數(shù)量和處理規(guī)模是用來簡化本發(fā)明的說明的。對本發(fā)明的稀土鎂合金的制備方法的應(yīng)用、修改和變化對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的實施例。當(dāng)前第1頁1 2 3