本發明涉及一種合金材料技術，具體說，涉及一種稀土鎂鋯合金及其制備方法。
背景技術：
：鎂合金具有低密度、高比剛度、高彈性模量、高阻尼性能，還具有優良的切削加工性能、導熱性以及抗電磁干擾等特性。鎂合金比鋁合金易于回收，可做到的回收利用，因此鎂合金材料被譽為“綠色工程金屬結構材料”。隨著世界各國對資源與環境日益關注，制造業日益追求輕量化、節能減排及資源綜合利用，都預示著鎂合金在未來金屬材料領域中將扮演十分重要的角色。但是，鎂合金的強度和耐熱性不佳、抗蠕變性差等不利因素嚴重阻礙其在航空航天、軍工、汽車及其它行業中的應用，因此提高鎂合金的強度和耐熱性是發展鎂合金材料的重要課題。我國是一個稀土大國，稀土儲量是世界第一，所以在稀土運用上，我們占據天然的資源優勢。稀土作為主要的合金元素或微合金化元素在鎂合金研究領域發揮著越來越重要的作用。稀土鎂合金不僅具有鎂合金的固有優點，還同時具有抗氧化、抗腐蝕、耐熱強度高、抗高溫蠕變以及回收無污染等優點，可以滿足航空航天、汽車、軍工等領域的使用要求，并代替工程塑料對計算機、通訊、消費類電子產品的輕、薄、小、高度集成和環保等要求。因此，開發稀土鎂合金，不斷完善現有的稀土鎂合金系，并開發出低成本、高性能的新型稀土鎂合金，對我國鎂合金材料和稀土材料領域的發展將具有極大的推動作用。鋯合金具有優良性能，在加入稀土鎂合金中可以又有效地提高其對多種酸、堿和鹽有優良的抗蝕性和塑性，并且鋯合金具備細化晶粒能力，可以對鎂合金的缺陷進行完善，減小合金的熱裂傾向，提高鎂合金的強度和抗蠕變性。公開號CN103276267A，發明名稱“稀土鋯合金”由以下組分組成：3-15wt.％鋯，余量為稀土元素和不可避免的雜質。本發明還提供了一種稀土鎂鋯合金，由以下組分組成：3-15wt％鋯，0.01-50wt％鎂，余量為稀土元素和不可避免的雜質。本發明還提供了制備所述稀土鋯合金和稀土鎂鋯合金的方法，主要包括配制反應物料、進行電解還原反應和澆鑄獲得產品。技術實現要素：本發明所解決的技術問題是提供一種稀土鎂鋯合金及其制備方法，生產出的這種稀土鎂鋯合金具有很好的強度、塑性和抗蠕變性，對多種酸、堿和鹽有優良的抗腐蝕性，還可回收再利用。技術方案如下：一種稀土鎂鋯合金，其特征在于：其化學成分按照質量百分比包括鋯0.1～5％、稀土1～20％、鎂為余量。進一步：鋯含量為0.5％～0.6％，稀土元素采用釹或者釔，釹為2.8％～3.2％，釔為3.75％～4.25％，余量為鎂。一種稀土鎂鋯合金的制備方法，包括：將金屬鋯和稀土金屬加入到中頻感應真空熔煉爐中，先抽真空再充惰性氣體保護，溫度控制在1100～1700℃進行冶煉，冶煉時間在20～30分鐘，待金屬完全融化后斷電澆鑄制成稀土鋯合金；將制成的稀土鋯合金利用氫化爐氫化制粉，制成的稀土鋯粉末的粒度在2～30μm；將稀土鋯粉末、稀土金屬和金屬鎂在中頻感應真空熔煉爐中進行二次熔煉，抽真空充惰性氣體保護，升溫至700～1200℃，待爐內金屬熔化后，斷電澆鑄，得到稀土鎂鋯合金材料；稀土鎂鋯合金的化學成分按照質量百分比包括：鋯0.1～5％，稀土1～20％，鎂為余量。進一步：稀土鋯合金的化學成分按照質量百分比包括鋯1～50％，其余為稀土元素。進一步：按照比例1：9將金屬鋯和稀土釹加入到中頻感應真空熔煉爐中，溫度控制在1200～1300℃進行冶煉，冶煉時間20～24分鐘，待金屬完全融化后斷電澆鑄制成釹鋯合金。進一步：按照比例2：3將金屬鋯和稀土釹加入到中頻感應真空熔煉爐中，溫度控制在1300～1400℃進行冶煉，冶煉時間23～26分鐘，待金屬完全融化后斷電澆鑄制成釹鋯合金。進一步：按照比例1：9將金屬鋯和稀土釔加入到中頻感應真空熔煉爐中，溫度控制在1350～1550℃進行冶煉，冶煉時間22～28分鐘，待金屬完全融化后斷電澆鑄制成釔鋯合金。進一步：按照比例1：5：4將金屬鋯、稀土釔、釹加入到中頻感應真空熔煉爐中，溫度控制在1400～1550℃進行冶煉，冶煉時間22～27分鐘，待金屬完全融化后斷電澆鑄制成釔釹鋯合金。進一步：按照比例8：7：5將金屬鋯、稀土釔、釹加入到中頻感應真空熔煉爐中，溫度控制在1300～1500℃進行冶煉，冶煉時間20～25分鐘，待金屬完全融化后斷電澆鑄制成釔釹鋯合金。進一步：將稀土鋯粉末與稀土金屬和金屬鎂在中頻感應真空熔煉爐中進行二次熔煉，抽真空充惰性氣體保護，升溫至800～1000℃待爐內金屬熔化后，斷電澆鑄得到稀土鎂鋯合金材料；鋯含量為0.5％～0.6％；稀土元素中，釹含量為2.8％～3.2％，釔含量為3.75％～4.25％，余量為鎂。與現有技術相比，本發明技術效果包括：1、在稀土鎂鋯合金制備研發方面，對比利用電解方法制備稀土鎂鋯合金的專利CN103276267A，本專利生產的稀土鎂鋯合金不僅收率高，鋯含量高，成分可以精確控制，雜質含量少。較現今國際的技術水平，本專利在制備工藝上有很大創新，使制備成本大大降低，生產的稀土鎂鋯合金偏析度也大大降低，合金中所含雜質也大大減少。2、制備稀土鎂鋯合金采用先制備稀土鋯中間合金，再二次熔煉制備稀土鎂鋯合金的方法，既大大降低了制備成本，還減少了稀土鎂鋯合金中雜質的成分。3、利用氫化爐將制備好的稀土鋯合金氫化制粉，再以粉末的形式進行二次熔煉制備稀土鎂鋯合金，此方法所得的稀土鎂鋯合金大大降低了鋯元素的偏析度，使鋯元素均勻分布在合金中。4、本發明可產生經濟效益按每年生產200噸高鎂合金計算可達2000萬元以上。利用本發明制備的低偏析、低成本、高品質的稀土鎂鋯合金，可促進稀土鋯鎂合金的廣泛應用，對于含鋯和含稀土類鎂合金的生產提供了技術支撐。具體實施方式下面描述示例實施方式，然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限于在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本發明更全面和完整，并將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。稀土鎂鋯合金的制備方法，具體包括如下步驟：步驟1：將金屬鋯和稀土金屬加入到中頻感應真空熔煉爐中，先抽真空再充惰性氣體保護，溫度控制在1100～1700℃進行冶煉，冶煉時間在20～30分鐘，待金屬完全融化后斷電澆鑄制成稀土鋯合金；稀土鋯合金的化學成分(質量百分比)包括：鋯1～50％，其余為稀土元素。步驟2：將制成的稀土鋯合金利用氫化爐氫化制粉，制成的稀土鋯粉末的粒度在2～30μm；步驟3：配置稀土鋯粉末、稀土金屬和金屬鎂，在中頻感應真空熔煉爐中進行二次熔煉，抽真空充惰性氣體保護，升溫至700～1200℃，待爐內金屬熔化后，斷電澆鑄，得到稀土鎂鋯合金材料。稀土鎂鋯合金的化學成分(質量百分比)包括：鋯0.1～5％，稀土1～20％，鎂為余量。生產出的這種稀土鎂鋯合金具有很好的強度、塑性和抗蠕變性，對多種酸、堿和鹽有優良的抗腐蝕性，還可回收再利用，是一種綠色的結構材料。被廣泛應用于航空航天、汽車制造、電子、冶金、能源、運輸以及化工等多種領域。實施例1按照比例1：9將金屬鋯和稀土釹加入到中頻感應真空熔煉爐中，先抽真空再充惰性氣體保護，溫度控制在1200～1300℃進行冶煉，冶煉時間20～24分鐘，待金屬完全融化后斷電澆鑄制成釹鋯合金。釹鋯合金成分見表1。表1Nd(％)Zr(％)C(％)O(％)89.659.3460.0310.035表1實施例2按照比例2：3將金屬鋯和稀土釹加入到中頻感應真空熔煉爐中，先抽真空再充惰性氣體保護，溫度控制在1300～1400℃進行冶煉，冶煉時間23～26分鐘，待金屬完全融化后斷電澆鑄制成釹鋯合金。釹鋯合金成分見表2。表2Nd(％)Zr(％)C(％)O(％)59.59639.4190.0360.033實施例3按照比例1：9將金屬鋯和稀土釔加入到中頻感應真空熔煉爐中，先抽真空再充惰性氣體保護，溫度控制在1350～1500℃進行冶煉，冶煉時間22～26分鐘，待金屬完全融化后斷電澆鑄制成釔鋯合金。釔鋯合金成分見表3。表3Y(％)Zr(％)C(％)O(％)89.5659.4650.0330.041實施例4按照比例將金屬鋯和稀土釔加入到中頻感應真空熔煉爐中，先抽真空再充惰性氣體保護，溫度控制在1450～1550℃進行冶煉，冶煉時間23～28分鐘，待金屬完全融化后斷電澆鑄制成釔鋯合金。釔鋯合金成分見表4。表4Y(％)Zr(％)C(％)O(％)59.73639.2910.0390.028實施例5按照比例1：5：4將金屬鋯和稀土釔、釹加入到中頻感應真空熔煉爐中，先抽真空再充惰性氣體保護，溫度控制在1400～1550℃進行冶煉，冶煉時間22～27分鐘，待金屬完全融化后斷電澆鑄制成釔釹鋯合金。釔釹鋯合金成分見表5。表5Nd(％)Zr(％)Y(％)C(％)O(％)39.6519.83249.5630.0290.033實施例6按照比例8：7：5將金屬鋯和稀土釔、釹加入到中頻感應真空熔煉爐中，先抽真空再充惰性氣體保護，溫度控制在1300～1500℃進行冶煉，冶煉時間20～25分鐘，待金屬完全融化后斷電澆鑄制成釔釹鋯合金。釔釹鋯合金成分見表6。表6Nd(％)Zr(％)Y(％)C(％)O(％)24.36439.82134.8680.0360.029之后，將制成的稀土鋯合金分別利用氫化爐氫化制粉，制成的粉末，粒度在2～30μm。按各自不同的比例配置不同稀土鋯粉末，再與稀土金屬和金屬鎂在中頻感應真空熔煉爐中進行二次熔煉，抽真空充惰性氣體保護，升溫至800～1000℃待爐內金屬熔化后，斷電澆鑄，得到稀土鎂鋯合金材料。經測量，稀土鎂鋯合金中鋯元素分布均勻，含量(質量百分比)在0.5％～0.6％；稀土元素分布均勻，含量在(質量百分比)：釹：2.8％～3.2％，釔：3.75％～4.25％，余量為鎂。該合金不僅制備成本低，還具有偏析度小，雜質含量少的特點。本發明所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由于本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限于任何前述的細節，而應在隨附權利要求所限定的精神和范圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效范圍內的全部變化和改型都應為隨附權利要求所涵蓋。當前第1頁1 2 3