一种稀土增强型镁铝钆锡合金板的制备方法

摘要

本发明涉及一种稀土增强型镁铝钆锡合金板的制备方法，是针对镁合金强度低、硬度差、抗腐蚀性差的情况，采用在镁铝合金中掺杂稀土元素钆、有色金属锡，经熔炼制锭、固溶处理、热轧制，制成稀土增强型镁铝钆锡合金板，镁铝钆锡合金板硬度达93HV，抗拉强度达153MPa，耐腐蚀性提高95％，此制备方法工艺先进，技术参数精确翔实，是十分先进的制备镁铝钆锡合金板的方法。

主权项

一种稀土增强型镁铝钆锡合金板的制备方法，其特征在于：本发明使用的化学物质材料为：镁、铝、锡、镁钆中间合金、无水乙醇、氩气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米³为计量单位镁：Mg，固态块体，277g±0.001g铝：Al，固态块体，25g±0.001g镁钆中间合金：Mg₂₅₀Gd₁₃，固态块体，8g±0.001g锡：Sn，固态块体，2g±0.001g无水乙醇：CH₃COOH，1000mL±50mL氩气：Ar，500000cm³±100cm³制备方法如下：(1)制备开合式模具开合式模具用不锈钢材料制作，模具型腔尺寸为400mm×20mm×200mm，模具型腔表面粗糙度Ra0.08‑0.16μm；(2)切制镁、铝、锡、镁钆中间合金块体将镁、铝、锡、镁钆中间合金块体材料置于钢质平板上，用机械分别进行切制，块体尺寸为≤5mm×5mm×5mm；(3)熔炼镁铝钆锡合金液镁铝钆锡合金液的熔炼是在真空熔炼炉内进行的，是在加热、熔炼、抽真空、氩气底吹过程中完成的；①清理真空熔炼炉及不锈钢熔炼坩埚打开真空熔炼炉，用吸尘器抽吸炉腔内灰尘及有害物质；用金属铲、金属刷清除不锈钢坩埚内残留物质，用无水乙醇擦洗，使其清洁；②预热熔炼坩埚开启真空熔炼炉，预热温度500℃，预热时间15min；③置放镁、铝、锡、镁钆中间合金块体将切割的镁、铝、锡、镁钆中间合金块体材料加入真空熔炼炉内的不锈钢熔炼坩埚内，并密闭；④开启真空熔炼炉的真空泵，抽取炉内空气，使炉内压强达8Pa；⑤氩气底吹开启氩气瓶，通过氩气底吹管向真空熔炼炉内的不锈钢熔炼坩埚内输入氩气，氩气底吹速度300cm³/min；使炉内压强达150Pa，并恒定；⑥开启不锈钢熔炼坩埚电源，加热熔炼，熔炼温度710℃±2℃，熔炼时间55min,并恒定；熔炼后成合金熔液；在镁、铝、钆、锡熔炼过程中将发生合金化反应，反应方程式如下：式中：Mg₁₇Al₁₂：镁铝化合物；Al₂Gd：铝钆化合物；Mg₂Sn：镁锡化合物熔炼后成镁铝钆锡合金液；(4)浇铸打开真空熔炼炉，停止加热；将不锈钢坩埚内的镁铝钆锡合金液对准开合式模具浇口，进行浇铸，浇满为止，并密闭；(5)冷却将浇铸了镁铝钆锡合金液的模具埋入细砂中，冷却至25℃；(6)开模开启开合式模具，取出镁铝钆锡合金锭；(7)清理，清洁将浇铸的镁铝钆锡合金锭置于钢质平板上，用机械清理周边及正反表面，用无水乙醇清洗各面，使其洁净；(8)固溶处理镁铝钆锡合金锭将镁铝钆锡合金锭置于热处理炉中，进行固溶处理，固溶处理温度为415℃±2℃，固溶处理时间26h；固溶处理后，将镁铝钆锡合金锭快速置于25℃的冷却水槽内，进行快速冷却至25℃；(9)轧制镁铝钆锡合金板镁铝钆锡合金板的轧制是在热轧机上进行的，是在上、下轧辊加热、转动、三道次轧制下完成的；①预热镁铝钆锡合金锭将镁铝钆锡合金锭置于热处理炉内，进行预热，预热温度为400℃，预热时间为10min；②开启热轧机的上轧辊加热转动箱、下轧辊加热转动箱，进行加热，加热温度200℃，加热时间10min；③按镁铝钆锡合金锭厚度调整上轧辊和下轧辊之间距离；④将镁铝钆锡合金锭置于热轧机的上轧辊和下轧辊之间，由左向右进行轧制；上轧辊转动方向为逆时针转动，下轧辊的转动方向为顺时针转动；上轧辊和下轧辊的转动转数均为10r/min；⑤继续调整上轧辊和下轧辊之间距离，镁铝钆锡合金锭的轧制重复进行3次；轧制后为镁铝钆锡合金板；(10)回火处理镁铝钆锡合金板将轧制的镁铝钆锡合金板置于热处理炉中，进行回火处理，回火温度200℃，回火时间30min，回火后随炉冷却至25℃；(11)清理、打磨将镁铝钆锡合金板置于钢质平板上，用砂纸打磨周边及正反表面，然后用无水乙醇清洗表面各部，使其洁净；(12)检测、分析、表征对制备的镁铝钆锡合金板的形貌、色泽、化学物理性能、力学性能进行检测、分析、表征；用布洛维氏硬度计进行硬度分析；用WDW‑200型电子拉伸试验机进行抗拉性能分析；结论：镁铝钆锡合金板为银灰色板材，硬度为93HV，抗拉强度为153MPa，耐腐蚀性提高95％；(13)储存包装制备的镁铝钆锡合金板用软质材料包装，要防潮、防晒、防酸碱盐浸蚀，储存温度20℃，相对湿度≤10％。