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1、(10)申请公布号 CN 104152767 A (43)申请公布日 2014.11.19 CN 104152767 A (21)申请号 201410414552.7 (22)申请日 2014.08.22 C22C 23/02(2006.01) C22C 1/03(2006.01) (71)申请人 济南大学 地址 250022 山东省济南市市中区南辛庄西 路 336 号 (72)发明人 耿浩然 吴明 冷金凤 刘晓英 李明洋 罗宏 (54) 发明名称 一种高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金 (57) 摘要 本发明涉及一种通过添加 Se 制备高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金材料的技术。本。
2、发明的高 塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金是由以下配比的组 分组成 (wt%) ： 5.5%6.5%Al、 0.13%0.8%Zn、 0.2%1.2%Se、 0.3%0.6%Mn，其 余 为 镁 和 不 可 避免杂质。最佳的合金成分配比为 ： 6.0%Al、 0.53%Zn、 0.8%Se、 0.4%Mn， 其余为镁。其中， Mn 是 以 Al-10%Mn 中间合金的形式加入。在 AM60 镁合 金的基础上， 通过一定的工艺， 加入一定量的 Se， 在不明显降低合金强度和硬度的条件下， 使得原 Mg-Al-Mn 镁合金的塑性得到明显的提高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明。
3、书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 104152767 A CN 104152767 A 1/1 页 2 1. 本发明涉及一种通过添加 Se 制备高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金材料， 本发明的高 塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金是由以下配比的组分组成 (wt%) ： 5.5%6.5%Al、 0.13%0.8%Zn、 0.2%1.2%Se、 0.3%0.6%Mn， 其余为镁和不可避免杂质。 2. 如权利要求 1 所述的高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金材料， 最佳的合金成分配比为 ： 6.0。
4、%Al、 0.53%Zn、 0.8%Se、 0.4%Mn， 其余为镁。 3. 如权利要求 1 所述的高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金材料中， Mn 是以 Al-10%Mn 中间合 金的形式加入。 4. 如权利要求 1 所述的高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金材料的制备方法， 其特征在于， 步 骤和条件如下 ：（1） 以一定重量配比的 Al 锭、 Al-10%Mn 中间合金和镁锭为原料， 待钢坩埚 预热到 200300后放入上述原料， 加热升温至 740 750， 由于 Se 的沸点低， 为减少 Se 在加入过程中的损耗， 将熔体温度降低至 625 645。 5.（2） 熔体温度 62。
5、5 645时加入 Zn 和 Se， 搅拌均匀后， 为提高金属液在浇注过程 中的流动性， 将合金液调至 710 730， 静置 1020 分钟后， 浇注在预热的铁模具中凝固 成形， 制得高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金材料， 熔炼过程中通入 SF6:CO2体积比为 1:150-220 的混合气体进行合金液的防氧化保护。 权 利 要 求 书 CN 104152767 A 2 1/3 页 3 一种高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金 技术领域 0001 本发明涉及一种通过添加Se制备高塑性Mg-Al-Mn-Se镁合金材料的技术， 属于金 属材料类域。 背景技术 0002 我国镁资源丰富， 国。
6、内镁产量居世界首位。 镁合金高比强度和刚度、 减震性能和切 削性能好， 具有磁屏蔽性能、 可回收性等优良提点， 使得其近年来在工业上得到了越来越广 泛的应用。其中， 又以镁合金在汽车、 3C 等零部件中的应用为重点， 满足了汽车、 3C 工业轻 量化的要求。 由于汽车、 3C等零部件需要具有较高强度、 刚度和较高塑性， 并且要求耐磨、 耐 腐蚀、 表面光洁度好， 能在较恶劣的环境条件下使用， 所以镁合金作为结构材料用于汽车、 3C 等行业一直是研究应用的热点。目前， 挤压铸造以及变形镁合金的综合性能需要进一步 提高， 尤其是塑性有待进一步改善， 以满足大变形以及高质量合金型材成形加工的要求。 。
7、发明内容 0003 本发明针对目前 Mg-Al-Mn 系镁合金塑性偏低的状况， 提供了一种铸造高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金材料的技术。本发明在 Mg-Al-Mn 系镁合金的基础之上， 通过适当工艺 加入适量的 Se 组元， Se 与合金的组分反应形成一定的析出相， 细化了合金晶粒， 使得合金 的伸长率大大提高。 0004 本发明技术制得的镁合金与传统 Mg-Al-Mn 镁合金相比， 合金伸长率得到明显提 高， 可达到10.5%13.0%， 提高了54%100%， 强度达到168MPa， 硬度达到55HB,抗拉强度和布 氏硬度变化不明显。采用所发明使用的制备工艺， 合金液熔炼温度相对较。
8、低， Se 的损耗少， 合金液氧化程度轻， 成分易于控制， 制造成本低， 提升了合金品质。 0005 本发明的特点在于 ： 通过添加一定量的 Se 到 Mg-Al-Mn 镁合金中， 一部分 Se 以固溶态存在， 另一部分 Se 则 与体系中的 Al 发生反应， 以化合物的形式存在。生成的 Al-Se 化合物颗粒弥散分布在合金 熔液中， 形成大量的异质核心， 基体 Mg 的初生相以 Al-Se 化合物作为形核核心而长大， 因 此， Se 起到了变质细化 Mg 基体相的作用。Al-Se 化合物和固溶态的 Se 改变了合金的晶粒 度以及合金中析出相的生长。通过 Se 的细化作用， 有效细化了合金晶粒。
9、尺寸， 提高了合金 伸长率。 0006 本 发 明 的 高 塑 性 Mg-Al-Mn-Se 镁 合 金 是 由 以 下 配 比 的 组 分 组 成 (wt%) ： 5.5%6.5%Al、 0.13%0.8%Zn、 0.2%1.2%Se、 0.3%0.6%Mn， 其余为镁和不可避免杂质。最佳 的合金成分配比为 ： 6.0%Al、 0.53%Zn、 0.8%Se、 0.4%Mn， 其余为镁。其中， Mn 是以 Al-10%Mn 中间合金的形式加入。 0007 本发明的高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金的制备方法为 ：（1） 以一定重量配比的 Al 锭、 Al-10%Mn 中间合金和镁锭为原料，。
10、 待钢坩埚预热到 200300后放入上述原料， 加热升 温至740 750， 待合金炉料完全熔化后， 由于 Se 的沸点比较低， 容易挥发， 为减少 Se 在 说 明 书 CN 104152767 A 3 2/3 页 4 加入过程中的损耗， 将熔体温度降低至 625 645。 0008 （2） 熔体温度 625 645时加入 Zn 和 Se， 搅拌均匀后， 为提高金属液浇注的流 动性， 将合金液调至710730， 静置1020分钟后， 浇注在预热的铁模具中凝固成形， 制 得高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金材料。熔炼过程中通入 SF6:CO2体积比为 1:150-220 的混合 气体进行合。
11、金液的防氧化保护。 0009 四、 具体实施方式 实施例 1 本发明实施例材料的组成配比 (wt%) 为 ： 6.0%Al、 0.2%Zn、 0.3%Se、 0.3%Mn， 其余为镁和 不可避免杂质， 采取以下步骤制得 ：（1） 以重量配比的 Al 锭、 Al-10%Mn 中间合金和镁锭为 原料， 待钢坩埚预热到 250后放入上述原料， 加热升温至 740， 待合金炉料完全熔化达 到该温度后， 为了减少 Se 在加入过程中的损耗， 将熔体温度降低至 635。 0010 （2） 熔体温度 635时加入 Zn 和 Se， 搅拌均匀后， 将合金液调至 710， 静置 1020 分钟后， 浇注在预热的。
12、铁模具中凝固成形， 制得高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金材料。熔炼过程 中通入 SF6:CO2体积比为 1:200 的混合气体进行合金液的防氧化保护。 0011 实施例 2 本发明实施例材料的组成配比 (wt%) 为 ： 6.0%Al、 0.2%Zn、 0.3%Se、 0.6%Mn， 其余为镁和 不可避免杂质， 采取以下步骤制得 ：（1） 以重量配比的 Al 锭、 Al-10%Mn 中间合金和镁锭为 原料， 待钢坩埚预热到 300后放入上述原料， 加热升温至 750， 待合金炉料完全熔化达 到该温度后， 将熔体温度降低至 640。 0012 （2） 熔体温度 640时加入 Zn 和 Se。
13、， 搅拌均匀后， 将合金液调至 730， 静置 1020 分钟后， 浇注在预热的铁模具中凝固成形， 制得高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金材料。熔炼过程 中通入 SF6:CO2体积比为 1:200 的混合气体进行合金液的防氧化保护。 0013 实施例 3 本发明实施例材料的组成配比 (wt%) 为 ： 6.0%Al、 0.53%Zn、 0.8%Se、 0.4%Mn， 其余为镁 和不可避免杂质， 采取以下步骤制得 ：（1） 以以上重量配比的 Al 锭、 Al-10%Mn 中间合金和 镁锭为原料， 待钢坩埚预热到 250后放入上述原料， 加热升温至 745， 待合金炉料完全 熔化后， 将熔体温。
14、度降低至 635。 0014 （2） 熔体温度635时加入Zn和Se。 搅拌均匀后， 将合金液调至720， 静置1020 分钟后， 浇注在预热的铁模具中凝固成形， 制得高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金材料。熔炼过程 中通入 SF6:CO2体积比为 1:200 的混合气体进行合金液的防氧化保护。 0015 实施例 4 本发明实施例材料的组成配比 (wt%) 为 ： 6.0%Al、 0.8%Zn、 1.2%Se、 0.3%Mn， 其余为镁和 不可避免杂质， 采取以下步骤制得 ：（1） 以以上重量配比的 Al 锭、 Al-10%Mn 中间合金和镁 锭为原料， 待钢坩埚预热到 200后放入上述原。
15、料， 加热升温至 740， 待合金炉料完全熔 化达到该温度后， 将熔体温度降低至 630。 0016 （2） 熔体温度630时加入Zn和Se。 搅拌均匀后， 将合金液调至710， 静置1020 分钟后， 浇注在预热的铁模具中凝固成形， 制得高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金材料。熔炼过程 中通入 SF6:CO2体积比为 1:150 的混合气体进行合金液的防氧化保护。 0017 实施例 5 说 明 书 CN 104152767 A 4 3/3 页 5 本发明实施例材料的组成配比 (wt%) 为 ： 6.0%Al、 0.8%Zn、 1.2%Se、 0.6%Mn， 其余为镁和 不可避免杂质， 采。
16、取以下步骤制得 ：（1） 以以上重量配比的 Al 锭、 Al-10%Mn 中间合金和镁 锭为原料， 待钢坩埚预热到 200后放入上述原料， 加热升温至 750， 待合金炉料完全熔 化达到该温度后， 将熔体温度降低至 625。 0018 （2） 熔体温度625时加入Zn和Se。 搅拌均匀后， 将合金液调至710， 静置1020 分钟后， 浇注在预热的铁模具中凝固成形， 制得高塑性 Mg-Al-Mn-Se 镁合金材料。熔炼过程 中通入 SF6:CO2体积比为 1:150 的混合气体进行合金液的防氧化保护。 0019 选取与实施例合金组元相近且不加 Se 的 AM60 镁合金作为对比例， 其合金成分。
17、为 （wt%） ： 6.0%Al、 0.15%Zn、 0.4%Mn， 其余为镁。对比例和实施例的力学性能对比结果如表 1 所示。结果表明， 与对比例相比， 本发明的高塑性镁合金的晶粒细化效果明显 ： Mg 基体颗粒 晶粒尺寸由 122um 最低降至 21um， 降低了 82.8% ； 伸长率由 6.5% 最高升高至 13.0%， 提升了 100% ； 抗拉强度在163MPa168MPa范围内， 硬度在52HB55HB范围内， 与对比例AM60镁合金 的抗拉强度 165MPa 及硬度 54HB 相比， 发明合金的强度和硬度没有明显变化， 其中， 实施例 4 所获得材料的塑性最高。 0020 表 1 本发明实施例和对比例合金的晶粒尺寸和力学性能 说 明 书 CN 104152767 A 5 。