| 专利名称： | 一种镁合金锻件及其制备方法 | ||
| 专利名称(英文)： | Magnesium alloy forging and preparation method thereof | ||
| 专利号： | CN201510780977.4 | 申请时间： | 20151113 |
| 公开号： | CN105256207A | 公开时间： | 20160120 |
| 申请人： | 无锡清杨机械制造有限公司 | ||
| 申请地址： | 214000 江苏省无锡市惠山区洛社镇人民路南312国道口无锡清杨机械制造有限公司 | ||
| 发明人： | 唐靖岚 | ||
| 分类号： | C22C23/00; C22C1/02; C22F1/06 | 主分类号： | C22C23/00 |
| 代理机构： | 北京品源专利代理有限公司 11332 | 代理人： | 胡彬 |
| 摘要： | 本发明公开了一种镁合金锻件，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量包括：Cu?4-5％、Mn?1-2％、Sn?2-3％、Nb?0.1-0.2％、Al?0.2-0.3％、Mn?0.1-0.2％、Pr?0.05-0.07％、Ni?0.02-0.03％、Fe?0.03-0.04％、Nd?0.02-0.03％，La?0.04-0.06％，余量为镁及不可避免的非金属夹杂。同时提供了相应的制备方法，该镁合金锻件，抗拉强度达到350MPa以上，具有良好的室温和高温性能，可广泛用于商业部件，包括汽车零部件、电子产品部件及航天航空用部件的成形与生产。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a magnesium alloy forging. The magnesium alloy forging is characterized in that the alloy comprises the following components in percentage by mass : 4-5% of Cu, 1-2% of Mn, 2-3% of Sn, 0.1-0.2% of Nb, 0.2-0.3% of Al, 0.1-0.2% of Mn, 0.05-0.07% of Pr, 0.02-0.03% of Ni, 0.03-0.04% of Fe, 0.02-0.03% of Nd, 0.04-0.06% of La and the balance of magnesium and inevitable non-metallic inclusions. Meanwhile, a corresponding preparation method is provided. The magnesium alloy forging has a tensile strength of above 350MPa, and has excellent room temperature and high temperature properties, and thus can be widely applied to formation and production of commercial parts including automobile parts, electronic product parts and aerospace aviation parts. | ||
1.一种镁合金锻件，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量包括： Cu4-5％、Mn1-2％、Sn2-3％、Nb0.1-0.2％、Al0.2-0.3％、Mn0.1-0.2％、 Pr0.05-0.07％、Ni0.02-0.03％、Fe0.03-0.04％、Nd0.02-0.03％，La0.04-0.06％， 余量为镁及不可避免的非金属夹杂。
2.如权利要求1所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Cu4.5％。
3.如权利要求1所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Mn1.5％。
4.如权利要求1所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Sn2.5％。
5.如权利要求1所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Nb0.15％。
6.如权利要求1所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Al0.25％。
7.如权利要求1所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Mn0.15％。
8.一种制备如权利要求1-7所述镁合金锻件的方法，其特征在于： 所述方法包含下列步骤： (1)制备镁合金原料采用金属Mg、金属Cu、金属Mn和金属Sn和其他元素 按照化学成分比例配料，(2)熔炼采用铁坩埚，在普通电阻炉熔炼，首先熔炼金 属Mg，待金属Mg全部熔化后加入金属Cu、金属Mn、金属Sn和其他元素， 其中Cu采用钟罩压入，控制熔炼温度790℃，采用N2和SF6混合气体作为保 护气体，(3)浇注、压铸在780℃浇注、压铸，在正常铸造工艺下，模型采用金 属型或砂型，(4)热处理在450℃条件下固溶10小时后，再在210℃温度条件下 时效24小时，(5)固溶处理后的铸坯进行锻压预热处理，锻压预热处理工艺为： 将铸坯置于520℃的温度下预热5小时，预处理后进行锻压；(6)锻压后将锻 件加热到320℃，保温10小时。
1.一种镁合金锻件，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量包括： Cu4-5％、Mn1-2％、Sn2-3％、Nb0.1-0.2％、Al0.2-0.3％、Mn0.1-0.2％、 Pr0.05-0.07％、Ni0.02-0.03％、Fe0.03-0.04％、Nd0.02-0.03％，La0.04-0.06％， 余量为镁及不可避免的非金属夹杂。
2.如权利要求1所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Cu4.5％。
3.如权利要求1所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Mn1.5％。
4.如权利要求1所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Sn2.5％。
5.如权利要求1所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Nb0.15％。
6.如权利要求1所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Al0.25％。
7.如权利要求1所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Mn0.15％。
8.一种制备如权利要求1-7所述镁合金锻件的方法，其特征在于： 所述方法包含下列步骤： (1)制备镁合金原料采用金属Mg、金属Cu、金属Mn和金属Sn和其他元素 按照化学成分比例配料，(2)熔炼采用铁坩埚，在普通电阻炉熔炼，首先熔炼金 属Mg，待金属Mg全部熔化后加入金属Cu、金属Mn、金属Sn和其他元素， 其中Cu采用钟罩压入，控制熔炼温度790℃，采用N2和SF6混合气体作为保 护气体，(3)浇注、压铸在780℃浇注、压铸，在正常铸造工艺下，模型采用金 属型或砂型，(4)热处理在450℃条件下固溶10小时后，再在210℃温度条件下 时效24小时，(5)固溶处理后的铸坯进行锻压预热处理，锻压预热处理工艺为： 将铸坯置于520℃的温度下预热5小时，预处理后进行锻压；(6)锻压后将锻 件加热到320℃，保温10小时。
翻译：技术领域
本发明涉及一种镁合金锻件，属于镁基合金制造领域。
背景技术
镁合金具有低密度、高比强度、较低的刚性、较大的冲击功吸收、容易切 削加工以及易回收利用等优点，目前在汽车、航空航天、电子等领域得到日益 广泛的应用，被认为是一种有效减轻质量、节约能源、环境友好、有利于可持 续发展的理想材料。但镁合金的强度不高妨碍了其扩大应用范围。由于强度低， 用于汽车等镁合金的零部件不得不增大壁厚，因此提高镁合金的强度使其具有 良好的综合性能，是新型镁合金开发的热点之一。在高强度镁合金的合金化研 究中，合金元素的添加主要集中在铝、锌、硅、锶、铜、镍、锰、锆、钙、锂 和铋或者是钪、钇和稀土元素。其强化主要是固溶强化和与镁形成金属间化合 物强化。目前高强度耐热镁合金主要是高稀土含量的合金，由于稀土的价格在 国外较高，除在航空航天业外，在一般行业，如汽车企业采用的不多。我国虽 然是稀土资源大国，但和其它合金元素相比，价格还是偏高。而我国的许多研 究者往往偏重于稀土镁合金的研究，一些研究成果的稀土或钪、钇的含量高达 10％以上。造成镁合金的价格高也是限制镁合金推广应用的一个重要原因。因 此，当前高强耐热镁合金的开发应兼顾提高性能和降低成本两个方面因素。目 前铸造镁合金的强度的铸态强度不高，一般σb低于300MPa。例如，已经在飞 机和赛车汽缸上得到应用的Mg-Y-Re合金σb为275MPa，σ0.2为200MPa， δ为4％。在锻造高强度镁合金Zn6Al3中添加Si、Mn、Ca经双次时效处理， 力学性能可以达到σb为300～400MPa，σ0.2为200～300MPa。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种镁合金锻件及其制备方法， 达到制备出抗拉强度350MPa的高强度锻造镁合金。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
提供一种镁合金锻件，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量包括： Cu4-5％、Mn1-2％、Sn2-3％、Nb0.1-0.2％、Al0.2-0.3％、Mn0.1-0.2％、 Pr0.05-0.07％、Ni0.02-0.03％、Fe0.03-0.04％、Nd0.02-0.03％，La0.04-0.06％， 余量为镁及不可避免的非金属夹杂，
本发明一种镁合金锻件的制备方法包含下列步骤：
(1)制备镁合金原料采用金属Mg、金属Cu、金属Mn和金属Sn和其他元素 按照化学成分比例配料，(2)熔炼采用铁坩埚，在普通电阻炉熔炼，首先熔炼金 属Mg，待金属Mg全部熔化后加入金属Cu、金属Mn、金属Sn和其他元素， 其中Cu采用钟罩压入。控制熔炼温度790℃，采用N2和SF6混合气体作为保 护气体。(3)浇注、压铸在780℃浇注、压铸，在正常铸造工艺下，模型采用金 属型或砂型。(4)热处理在450℃条件下固溶10小时后，再在210℃温度条件下 时效24小时。(5)固溶处理后的铸坯进行锻压预热处理，锻压预热处理工艺为： 将铸坯置于520℃的温度下预热5小时，预处理后进行锻压；(6)锻压后将锻 件加热到320℃，保温10小时。
所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Cu4.5％。
所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Mn1.5％。
所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Sn2.5％。
所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Nb0.15％。
所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Al0.25％。
所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Mn0.15％。
所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Pr0.06％。
所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Ni0.025％。
所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Fe0.035％。
所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：Nd0.025％。
所述的镁合金锻件，化学成分重量百分比为：La0.05％。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明制备方法的有益效果为：
本发明方法制备的高强度镁合金锻件，抗拉强度达到350MPa以上，具有 良好的室温和高温性能，可广泛用于商业部件，包括汽车零部件、电子产品部 件及航天航空用部件的成形与生产。
具体实施方式
实施例1：
提供一种镁合金锻件，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量包括： Cu4％、Mn1％、Sn2％、Nb0.1％、Al0.2％、Mn0.1％、Pr0.05％、Ni0.02％、 Fe0.03％、Nd0.02％，La0.04％，余量为镁及不可避免的非金属夹杂，
一种镁合金锻件的制备方法包含下列步骤：
(1)制备镁合金原料采用金属Mg、金属Cu、金属Mn和金属Sn和其他元素 按照化学成分比例配料，(2)熔炼采用铁坩埚，在普通电阻炉熔炼，首先熔炼金 属Mg，待金属Mg全部熔化后加入金属Cu、金属Mn、金属Sn和其他元素， 其中Cu采用钟罩压入。控制熔炼温度790℃，采用N2和SF6混合气体作为保 护气体。(3)浇注、压铸在780℃浇注、压铸，在正常铸造工艺下，模型采用金 属型或砂型。(4)热处理在450℃条件下固溶10小时后，再在210℃温度条件下 时效24小时。(5)固溶处理后的铸坯进行锻压预热处理，锻压预热处理工艺为： 将铸坯置于520℃的温度下预热5小时，预处理后进行锻压；(6)锻压后将锻 件加热到320℃，保温10小时。
实施例2：
提供一种镁合金锻件，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量包括： Cu5％、Mn2％、Sn3％、Nb0.2％、Al0.3％、Mn0.2％、Pr0.07％、Ni0.03％、 Fe0.04％、Nd0.03％，La0.06％，余量为镁及不可避免的非金属夹杂，
一种镁合金锻件的制备方法包含下列步骤：
(1)制备镁合金原料采用金属Mg、金属Cu、金属Mn和金属Sn和其他元素 按照化学成分比例配料，(2)熔炼采用铁坩埚，在普通电阻炉熔炼，首先熔炼金 属Mg，待金属Mg全部熔化后加入金属Cu、金属Mn、金属Sn和其他元素， 其中Cu采用钟罩压入。控制熔炼温度790℃，采用N2和SF6混合气体作为保 护气体。(3)浇注、压铸在780℃浇注、压铸，在正常铸造工艺下，模型采用金 属型或砂型。(4)热处理在450℃条件下固溶10小时后，再在210℃温度条件下 时效24小时。(5)固溶处理后的铸坯进行锻压预热处理，锻压预热处理工艺为： 将铸坯置于520℃的温度下预热5小时，预处理后进行锻压；(6)锻压后将锻 件加热到320℃，保温10小时。
实施例3：
提供一种镁合金锻件，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量包括： Cu4.5％、Mn1.5％、Sn2.5％、Nb0.15％、Al0.25％、Mn0.15％、Pr0.06％、 Ni0.025％、Fe0.035％、Nd0.025％，La0.05％，余量为镁及不可避免的非金 属夹杂，
一种镁合金锻件的制备方法包含下列步骤：
(1)制备镁合金原料采用金属Mg、金属Cu、金属Mn和金属Sn和其他元素 按照化学成分比例配料，(2)熔炼采用铁坩埚，在普通电阻炉熔炼，首先熔炼金 属Mg，待金属Mg全部熔化后加入金属Cu、金属Mn、金属Sn和其他元素， 其中Cu采用钟罩压入。控制熔炼温度790℃，采用N2和SF6混合气体作为保 护气体。(3)浇注、压铸在780℃浇注、压铸，在正常铸造工艺下，模型采用金 属型或砂型。(4)热处理在450℃条件下固溶10小时后，再在210℃温度条件下 时效24小时。(5)固溶处理后的铸坯进行锻压预热处理，锻压预热处理工艺为： 将铸坯置于520℃的温度下预热5小时，预处理后进行锻压；(6)锻压后将锻 件加热到320℃，保温10小时。
实施例4：
提供一种镁合金锻件，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量包括： Cu4.5％、Mn2％、Sn2.5％、Nb0.15％、Al0.25％、Mn0.15％、Pr0.06％、 Ni0.025％、Fe0.035％、Nd0.025％，La0.05％，余量为镁及不可避免的非金 属夹杂，
一种镁合金锻件的制备方法包含下列步骤：
(1)制备镁合金原料采用金属Mg、金属Cu、金属Mn和金属Sn和其他元素 按照化学成分比例配料，(2)熔炼采用铁坩埚，在普通电阻炉熔炼，首先熔炼金 属Mg，待金属Mg全部熔化后加入金属Cu、金属Mn、金属Sn和其他元素， 其中Cu采用钟罩压入。控制熔炼温度790℃，采用N2和SF6混合气体作为保 护气体。(3)浇注、压铸在780℃浇注、压铸，在正常铸造工艺下，模型采用金 属型或砂型。(4)热处理在450℃条件下固溶10小时后，再在210℃温度条件下 时效24小时。(5)固溶处理后的铸坯进行锻压预热处理，锻压预热处理工艺为： 将铸坯置于520℃的温度下预热5小时，预处理后进行锻压；(6)锻压后将锻 件加热到320℃，保温10小时。
实施例5：
提供一种镁合金锻件，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量包括： Cu4.5％、Mn2％、Sn3％、Nb0.15％、Al0.25％、Mn0.15％、Pr0.06％、 Ni0.025％、Fe0.035％、Nd0.025％，La0.05％，余量为镁及不可避免的非金 属夹杂，
一种镁合金锻件的制备方法包含下列步骤：
(1)制备镁合金原料采用金属Mg、金属Cu、金属Mn和金属Sn和其他元素 按照化学成分比例配料，(2)熔炼采用铁坩埚，在普通电阻炉熔炼，首先熔炼金 属Mg，待金属Mg全部熔化后加入金属Cu、金属Mn、金属Sn和其他元素， 其中Cu采用钟罩压入。控制熔炼温度790℃，采用N2和SF6混合气体作为保 护气体。(3)浇注、压铸在780℃浇注、压铸，在正常铸造工艺下，模型采用金 属型或砂型。(4)热处理在450℃条件下固溶10小时后，再在210℃温度条件下 时效24小时。(5)固溶处理后的铸坯进行锻压预热处理，锻压预热处理工艺为： 将铸坯置于520℃的温度下预热5小时，预处理后进行锻压；(6)锻压后将锻 件加热到320℃，保温10小时。
实施例6：
提供一种镁合金锻件，其特征在于：所述合金的各组分质量百分含量包括： Cu4.5％、Mn2％、Sn3％、Nb0.2％、Al0.25％、Mn0.15％、Pr0.06％、Ni 0.025％、Fe0.035％、Nd0.025％，La0.05％，余量为镁及不可避免的非金属夹 杂，
一种镁合金锻件的制备方法包含下列步骤：
(1)制备镁合金原料采用金属Mg、金属Cu、金属Mn和金属Sn和其他元素 按照化学成分比例配料，(2)熔炼采用铁坩埚，在普通电阻炉熔炼，首先熔炼金 属Mg，待金属Mg全部熔化后加入金属Cu、金属Mn、金属Sn和其他元素， 其中Cu采用钟罩压入。控制熔炼温度790℃，采用N2和SF6混合气体作为保 护气体。(3)浇注、压铸在780℃浇注、压铸，在正常铸造工艺下，模型采用金 属型或砂型。(4)热处理在450℃条件下固溶10小时后，再在210℃温度条件下 时效24小时。(5)固溶处理后的铸坯进行锻压预热处理，锻压预热处理工艺为： 将铸坯置于520℃的温度下预热5小时，预处理后进行锻压；(6)锻压后将锻 件加热到320℃，保温10小时。
