[发明专利]一种碱土耐热镁合金的制备方法

摘要

本发明涉及一种碱土耐热镁合金的制备方法，是以镁铝为原料，经添加镁锶中间合金、镁钙中间合金、镁钇中间合金、镁镧中间合金，碱土类镁锶中间合金、镁钙中间合金为添加主链，经真空熔炼炉熔炼、氩气保护，浇铸成锭，经切制、低温回火，制成碱土耐热镁合金锭，此制备方法工艺先进，配比合理，数据翔实精确，不污染环境，安全稳定可靠，制备的碱土耐热镁合金锭金相组织致密，强度高，在200℃保温20min后抗拉强度达到190MPa、屈服强度达到140MPa、伸长率为4.0%，是十分理想的制备碱土耐热镁合金的方法。

主权项

1.一种碱土耐热镁合金的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：镁、铝、镁锶中间合金、镁钙中间合金、镁钇中间合金、镁镧中间合金、无水乙醇、氩气、细砂、砂纸、脱脂棉、凡士林，其组合准备用量如下：以克、毫升、毫米、厘米³为计量单位镁：Mg  1512g±2g铝：Al   170g±0.5g镁锶中间合金：Mg₆₇Sr₅  200g±0.5g镁钙中间合金：Mg₂₀Ca₃  60g±0.5g镁钇中间合金：Mg₁₅Y   48g±0.5g镁镧中间合金：Mg₃₇₅La₇  10g±0.5g无水乙醇：CH₃CH₂OH   200mL±5mL 氩气：Ar  100000cm³±100cm³细砂：5000g砂纸：400粒  200×0.5×150mm  1张脱脂棉：500g凡士林：500g 制备方法如下：(1)、精选化学物质材料对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：镁： 固态块状 99.99 %铝： 固态块状 99.99 %镁锶中间合金：固态块状 99.98%镁钙中间合金：固态块状 99.98%镁钇中间合金：固态块状 99.98%镁镧中间合金：固态块状 99.98%无水乙醇：液态液体 99.99%氩气：气态气体 99.5%细砂：固态砂粒砂纸：固态纸状脱脂棉：固态絮状凡士林：液态粘稠状(2)、预制开合式不锈钢模具对浇铸使用的模具要进行预制，模具结构为开合式，模体材料为不锈钢，外形尺寸为500 mm ×400 mm ×200 mm，型腔形状为T字形；(3)、制备碱土耐热镁合金碱土耐热镁合金的制备是在真空熔炼炉内进行的，是在加热、氩气保护、添加中间合金、外水循环冷却下完成的；1清理真空熔炼炉，用吸尘器抽吸炉腔内灰尘及有害物质，用脱脂棉蘸取无水乙醇擦拭炉口、炉盖及密封圈，擦拭后涂抹凡士林，并密封； 2用金属刷、金属铲清除坩埚内残留物质，并用脱脂棉蘸取无水乙醇擦拭清洁；3预热坩埚、不锈钢模具，在加热炉内预热，预热温度300℃； 4称取镁块1512g±2g、铝块170g±0.5g放入熔炼坩埚中，熔炼坩埚底部设置磁搅拌器；5称取镁锶中间合金块200g±0.5g、镁钙中间合金块60g±0.5g、镁钇中间合金块 48g±0.5g、镁镧中间合金块10g±0.5g，置于熔炼炉上部的加料仓中；6放置不锈钢模具并调整模具位置，使坩埚浇注口对准模具浇注口；7密闭熔炼炉，抽取炉内空气，使炉内压强达10^-2Pa；8开启氩气瓶，向熔炼炉内输入氩气，氩气输入速度200cm³/min，当炉内压强达10² Pa时，停止输入氩气，并恒定炉内压强；9开启熔炼坩埚电源，开始熔炼，坩埚以10℃/min的速度升温，加热温度达到720℃±5℃并恒定，使镁块、铝块融化成熔液，磁搅拌器搅拌2min±0.5min，成镁铝熔液；10开启加料仓，向熔炼坩埚内的镁铝熔液中加入镁锶中间合金、镁钙中间合金、镁钇中间合金、镁镧中间合金，继续在720℃±5℃下磁搅拌3min±0.5min；11在720℃±5℃下精炼10min±1min，成合金熔液；12在镁铝熔炼、添加中间合金的过程中将进行合金化反应，反应式如下：Mg+Al+Mg₆₇Sr₅+Mg₂₀Ca₃+Mg₁₅Y+Mg₃₇₅La₇Al₄Sr+ Al₂Ca+Al₂Y+Al₄La+Mg₁₇Al₁₂+Mg Al₄Sr：铝锶化合物Al₂Ca：铝钙化合物Al₂Y：铝钇化合物Al₂La：铝镧化合物Mg₁₇Al₁₂：镁铝化合物13调整加热温度，使温度降至680℃±5℃，然后倾斜熔炼坩埚，对准不锈钢模具浇口进行浇铸，浇铸后成碱土耐热镁合金铸锭；14关闭熔炼坩埚炉加热器，停止加热，使炉内温度自然冷却至150℃；15打开炉盖，取出不锈钢模具，使其继续自然冷却至100℃；16开模，取出铸锭，并将铸锭埋入细砂中，自然冷却到25℃，冷却后即为碱土耐热镁合金锭；(4)、清理铸锭将冷却后的铸锭用砂纸打磨表面，使表面洁净；(5)、切制铸锭将铸锭用机械切制成矩形块状，即为终产物碱土耐热镁合金锭；(6)、低温回火对制备的碱土耐热镁合金锭置于回火炉中，进行低温回火，回火温度120℃±5℃，回火时间120min，回火后随炉冷却至25℃；(7)、检测、分析、表征对制备的碱土耐热镁合金锭的形貌、色泽、成分、金相组织、化学物理性能、力学性能进行检测、分析、表征；用金相显微镜进行显微组织观察；用场发射扫描电镜进行物相形貌分析；用WE230 型万能材料试验机进行力学性能分析；结论：碱土耐热镁合金锭为银白色矩形块状，金相组织致密，在200℃保温20min后抗拉强度达到190MPa，屈服强度达到140 MPa，伸长率为4.0%；  (8)、铸锭储存对制备的碱土耐热镁合金锭用软质材料包装，置于阴凉洁净环境，要防水、防潮、防氧化、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃±2℃，相对湿度≤10%。