專利名稱：過共晶Mg-Si合金中Mg₂Si相的一種細化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種過共晶Mg-Si合金中Mg2Si相的細化 方法，確切地說是在普通熔鑄條件下過共晶Mg-Si合金中Mg2Si相的 一種細化方法，屬于材料科學技術領域。采用本方法制備的過共晶 Mg-Si基合金主要應用在汽車、機器制造、航空航天和電子等領域。
背景技術：
含硅量高的過共晶Mg-Si合金由a-Mg和Mg2Si兩相 組成。Mg2Si相具有高熔點、高硬度、高彈性模量、較高的屈服強度 和低密度等特點。因此，向Mg中加入Si形成Mg2Si相可以改善合金 的熱穩(wěn)定性能與抗蠕變性能，提高鎂合金性能，在汽車和航空航天等 領域有^艮廣泛的〗吏用前景。
但在普通熔鑄條件下，過共晶Mg-Si合金中Mg2Si相呈粗大的漢 字型，嚴重割裂基體，使合金的力學性能降低，在很大程度上限制了 該類合金的發(fā)展。
已經(jīng)報道了一些改善Mg-Si合金機械性能的方法，例如熱擠壓 法，快速凝固、定向凝固以及機械合金化等，其目的是通過微觀結構 細化改善機械性能。但是這些工藝方法復雜，生產(chǎn)周期長，設備費用 和零件成本高，同時零件的重量和結構也受到纟艮大限制。
合金精練過程中加入少量稀土元素細化微觀組織已經(jīng)得到了使 用，例如La、 Ce、 Y、 Nd等細化鋁硅合金中初晶硅等。但是，這些添 加的稀土元素對Mg-Si合金中Mg2Si中間相的影響較小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術的不足，而提供一 種工藝簡單的過共晶Mg-Si合金中Mg2Si相的細化方法。該方法的技 術關鍵是在普通炫鑄條件下，Mg- (3-5) 。/。Si合金液爐前處理時，通 過加入少量的復合變質劑進行變質處理，使合金中初生Mg2Si相由粗 大漢字型變?yōu)榧毿☆w粒狀。
具體工藝步驟如下
1、 制備中間合金，以工業(yè)純鎂和工業(yè)純石圭為原料，中頻感應電 爐熔煉，市售RJ-2溶劑保護熔煉Mg-10%Si中間合金，熔煉溫度 900-950°C，澆注Mg-10%Si中間合金鑄4走。
2、 用工業(yè)純鎂及步驟l制得的Mg-10%Si中間合金配制Mg-( 3-5 )
y。si合金爐料。
3、 采用高溫電阻坩堝爐熔煉步驟2配制的合金，熔煉溫度 780-82(TC,市售RJ-2溶劑保護熔煉，合金熔化后用市售RJ-5溶劑 并fr煉合金'液5-8min, j呆溫4-6min。
4、 爐前加入占Mg- ( 3-5 ) %Si合金液0. 5-2. 0% (重量百分比) 的復合變質劑，攪拌均勻，保溫3-5min后，扒渣、澆注。復合變質 劑的配方為(20-60)°Mg+(80-40)%稀土變質劑，其中，稀土變質劑為
(0_100)%Y，余量為混合稀土。
5、 可采用金屬型鑄造和砂型鑄造等鑄造方法成型。
本發(fā)明解決了在普通熔鑄條件下，過共晶Mg-S i合金中初生Mg2S i 相對基體嚴重割裂的技術難題，提高了合金的力學性能和耐磨性，充 分發(fā)揮該合金系的耐高溫性能，具有工藝筒單、生產(chǎn)周期短、i殳備費用和零件成本^f氐、適應性強等特點。采用本方法制備的過共晶Mg-Si 基合金可應用在汽車、機器制造、航空航天和電子等技術領域，在汽 車發(fā)動機、曲軸箱、電才幾機架、離合器活塞乃至航空、航天飛機變速 箱殼體等零件上都有廣闊的應用前景。對于現(xiàn)有的鑄造車間只要稍加 技術改造即可。


圖l是本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。
圖2是用復合變質劑進行變質處理后Mg- ( 3-5 ) %Si合金的顯微 組織圖。
具體實施例方式
實施例
參照圖1和圖2,過共晶Mg-Si合金中Mg2Si相的一種細化方法， 該方法的技術關鍵是在普通熔鑄條件下，Mg- ( 3-5 ) %Si合金液爐前 處理時，通過加入少量的復合變質劑進行變質處理，4吏合金中初生 Mg2Si相由^L大漢字型變?yōu)榧毿☆w粒狀。
具體工藝步驟
1、 制備中間合金，以工業(yè)純4美和工業(yè)純石圭為原術牛，中頻感應電 爐熔煉，市售RJ-2溶劑保護熔煉Mg-10°/。Si中間合金，熔煉溫度 900-950°C，洗注Mg-10%Si中間合金鑄4定。
2、 用工業(yè)純鎂及步驟l制得的Mg-l(WSi中間合金配制Mg-( 3-5 ) %Si合金爐料。
3、 采用高溫電阻坩堝爐熔煉步驟2配制的合金，熔煉溫度780-820°C，市售RJ-2溶劑保護熔煉，合金熔化后用市售RJ-5溶劑 精煉合金液5-8min，保溫4-6tnin。
4、 爐前加入占Mg- ( 3-5 ) %Si合金液0. 5-2. 0% (重量百分比) 的復合變質劑，攪拌均勻，保溫3-5min后，扒渣、澆注。復合變質 劑的配方為(20-60)%Ag+(80-40)%稀土變質劑，其中，稀土變質劑為
(0_100)%Y，余量為混合稀土。
5、 可采用金屬型鑄造和砂型鑄造等鑄造方法成型。
權利要求
1、過共晶Mg-Si合金中Mg2Si相的一種細化方法，其特征是在普通熔鑄條件下，Mg-(3-5)％Si合金液爐前處理時，通過加入少量的復合變質劑進行變質處理，使合金中初生Mg2Si相由粗大漢字型變?yōu)榧毿☆w粒狀。
2、 如權利要求1所述的過共晶Mg-Si合金中Mg2Si相的一種細 化方法，其特征是所述復合變質劑的配方(20-60)%Ag+(80-40)% 稀土變質劑，其中，稀土變質劑為(0-100) %Y,余量為混合稀土。
3、 如權利要求1所述的過共晶Mg-Si合金中Mg2Si相的一種細 化方法，其特征是所述復合變質劑的加入量和加入工藝復合變質劑 加入量占Mg- ( 3-5 ) %Si合金液的0. 5-2. 0%，合金液溫度為780-820 °C,攪拌均勻，保溫3-5min后，扒渣、鑄造成型。
全文摘要
過共晶Mg-Si合金中Mg₂Si相的一種細化方法，該方法的技術關鍵是在普通熔鑄條件下，Mg-(3-5)％Si合金液爐前處理時，通過加入少量的復合變質劑進行變質處理，使合金中初生Mg₂Si相由粗大漢字型變?yōu)榧毿☆w粒狀。本發(fā)明解決了在普通熔鑄條件下，過共晶Mg-Si合金中初生Mg₂Si相對基體嚴重割裂的技術難題，提高了合金的力學性能和耐磨性，充分發(fā)揮該合金系的耐高溫性能。具有工藝簡單、生產(chǎn)周期短、設備費用和零件成本低、適應性強等特點。采用本方法制備的過共晶Mg-Si基合金可應用在汽車、機器制造、航空航天和電子等技術領域，在汽車發(fā)動機、曲軸箱、電機機架、離合器活塞乃至航空、航天飛機變速箱殼體等零件上都有廣闊的應用前景。
文檔編號B22D1/00GK101618439SQ20091001287
公開日2010年1月6日 申請日期2009年8月3日 優(yōu)先權日2009年8月3日
發(fā)明者剛 萬, 利 張, 野 徐, 武保林, 趙玉華 申請人:沈陽航空工業(yè)學院