一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法

《一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法》是中國兵器工業第五九研究所於2013年6月21日申請的專利，該專利的申請號為2013102482108，公布號為CN103276264A，授權公布日為2013年9月4日，發明人是陳強、萬元元、黃志偉、舒大禹、寧海青、張帷。

《一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法》提供了一種鎂合金及其製備方法，其特徵在於是由以下組分組成Al：7.5-8.2%，Gd：1-2%，Ca：0.1-0.3%，Zn：2-3%，Mn：0.4-0.65%，Sr：0.6-0.8%，Dy：0.1-0.15%，Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%，餘量為Mg，以質量百分比計。該發明的鎂合金具有高強度和高韌性，耐高溫，純度高，雜質含量低，熱加工成型性好，原料來源簡單，成本大幅降低，適合於大規模工業化生產。

2018年12月20日，《一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

基本介紹

• 中文名：一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法
• 公布號：CN103276264A
• 授權日：2013年9月4日
• 申請號：2013102482108
• 申請日：2013年6月21日
• 申請人：中國兵器工業第五九研究所
• 地址：重慶市渝中區渝州路33號
• 發明人：陳強、萬元元、黃志偉、舒大禹、寧海青、張帷
• Int.Cl.：C22C23/02(2006.01)I; C22F1/06(2006.01)I
• 代理機構：重慶弘旭專利代理有限責任公司
• 代理人：周韶紅
• 類別：發明專利

專利背景

與工業常用結構材料相比，儘管鎂合金具有重量輕、比強度高、減震性、充型流動性和機械加工性好等優點，但是常規耐熱鎂合金的壓力加工能力差以及高強耐熱鎂合金價格昂貴仍限制耐熱鎂合金在航天、航空和國防等領域廣泛套用的主要問題之一。

截至2013年6月，耐熱鎂合金的研究是從稀土鎂合金開始的，已成功套用的有WE系列耐熱鎂合金，其以在高溫下的高強度和高抗蠕變性能及耐蝕性，被用於製作直升飛機的變速器殼體，但由於該合金中高含量的Y、Nd加入量，較低的壓力加工成型性能，限制了該合金產品的品種和類型，推廣套用的局限性較大。為了耐熱鎂合金的成本，20世紀70年代，研究者成功發明了使用溫度可達200°C的Mg-Al-Si鎂合金，由於在Mg-Al合金中添加Si後，可形成密度低、熔點高、硬度高、熱膨脹係數低的Mg2Si相，從而顯著提高鎂合金的耐熱性能，但其常溫力學性能較差，合金流動性差和液相線溫度低等缺點，只能套用於壓鑄工藝。

截至2013年6月，用Ca、Sr等廉價鹼土元素來提高鎂合金耐熱性方面的研究越來越多。在中國專利CNl01440449B中記載的一種多元耐熱鎂合金，其成分為Mg-3Sn-1Mn-1Ca-0.5Ce-o.3Sc-0.08Sr，其在150°C下的抗拉強度為167兆帕，屈服強度為151兆帕，延伸率為15.7兆帕。但是，此合金高溫強度較低，而且壓力加工性能還未見報導。

另外，在中國專利CN102485928A中記載了一種含富鈰混合稀土的高強度耐熱變形鎂合金Mg-6.5Y-0.7富鈰混合稀土-0.4Zr，其室溫抗拉強度優良達到380兆帕，250°C時的抗拉強度也高達230兆帕。但其成分中高達7.3wt%的稀土加入量，使其只能用來製造某些超高附加值部件。

高稀土含量耐熱變形鎂合金成本高，而常規鹼土金屬強化耐熱變形鎂合金強度韌度等性能不能令人滿意，不能滿足大規模的工業化生產的要求。

發明內容

專利目的

《一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法》的目的在於提供一種高溫性能優良、壓力加工成形性好、性價比高的耐熱鎂合金。

技術方案

《一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法》的第一目的是通過以下措施實現的:

一種鎂合金，其特徵在於是由以下組分組成Al:7.5-8.2%，Gd:1-2%，Ca:0.1-0.3%，Zn:2-3%，Mn:0.4-0.65%，Sr:0.6-0.8%，Dy:0.1-0.15%，Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%，餘量為Mg，以質量百分比計。

《一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法》通過向常規鎂鋁系鎂合金中添加適當的Zn來提高熱變形過程中的塑形，通過添加微量Ca、Sr細化合金組織，並在合金中形成高熔點熱穩定相，改善合金室溫和高溫下的力學性能，通過加入微量Gd、Dy稀土元素，淨化合金熔體，細化晶粒，並在時效過程中析出高強度鎂、鋁/稀土中間化合物，從而直接提升合金力學性能。

優選的，上述鎂合金，是由以下組分組成Al:7.9%，Gd:1.5%，Ca:0.18%，Zn:2.6%，Mn:0.65%，Sr:0.7%，Dy:0.12%，Fe:0.001%，Ni:0.0008%，Cu:0.001%，Si:0.01%，餘量為Mg，以質量百分比計。

《一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法》的另一目的在於提供上述鎂合金的製備方法。此目的是通過以下措施實現的:

上述鎂合金的製備方法，包括熔煉，其特徵在於所述熔煉後進行熱擠壓和等溫鍛造。

為了使鎂合金組織均勻，變形阻力小，上述熱擠壓是指將熔煉後的坯料400-420°C保溫3-6小時，擠壓比為20-50，擠壓速度為4-6米/分鐘；上述等溫鍛造是指將熱擠壓材鍛造後在360-400°C保溫1.5-2小時，380-400°C鍛造成型。進一步地，鍛造條件為模具溫度為380-400°C，使用蓖麻油和石墨混合物作為潤滑劑。

為了降低鎂合金的雜質含量，上述熔鑄過程進行二次精煉。

上述二次熔煉步驟包括第一次精煉，Mg-Gd中間合金的加入，Mg-30Ca、Mg-25Sr和Mg-10Dy中間合金的加入，第二次精煉。

上述第一次精煉是指，在730-750°C以含5wt%CaF2的RJ-2熔劑為精煉劑精煉10-15分鐘，精煉劑用量為鎂合金熔體總重的0.5-1%；上述第二次精煉是指使用撈底攪拌方式配合RJ-5熔劑對熔體進行精煉處理，精煉劑RJ-5熔劑用量為鎂合金熔體總重的0.5-1%，精煉時間為10-15分鐘，溫度為740-750°C。

上述Mg-Gd中間合金的加入步驟是指將第一次精煉後的熔體升溫至760-780°C，加入預熱至350-400°C的Mg-Gd中間合金，保溫20分鐘後，攪拌熔體10-15分鐘。上述Mg-30Ca、Mg-25Sr和Mg-10Dy中間合金的加入步驟是指在740-750°C溫度下，將預熱至350-400°C的Mg-30Ca、Mg-25Sr和Mg-10Dy中間合金加入熔體，保溫20分鐘。

上述鎂合金的製備方法，等溫鍛造後進行時效處理。所述時效處理是指將鎂合金鍛件在180-220°C保溫12-24小時。

為了進一步提高鎂合金的組織均勻性，降低雜質含量，上述鎂合金的製備方法還包括均勻化處理；所述均勻化處理是指在400-420°C下，保溫10-15小時，隨爐冷卻。

上述鎂合金的製備方法，還包括在第二次精煉後進行半連續鑄造制坯；所述半連續鑄造制坯是使用直徑為330毫米的鍛鋁質組合半連續結晶器，在水溫為15-26°C，坯料下拉速度為80-130毫米/分鐘的條件下進行，結晶器液面處使用SF6和CO2混合氣體保護。

更具體地，上述鎂合金的製備方法，包括以下步驟:

（1）將普通純鎂（Mg≈99wt%）放入低碳鋼質熔煉坩堝中，熔化升溫至730-750°C，將預熱至200°C的鋁錠、鋅錠和氯化錳緩慢加入坩堝中，加入的Al、Zn、Mn元素質量分別占鎂合金總質量的比例為Al:7.5-8.2%，Zn:2-3%，Mn:0.4-0.65%；使用含5wt%CaF2的RJ-2熔劑為精煉劑精煉10-15分鐘，精煉劑用量為鎂合金重量的0.5-1%，精煉後檢測合金中Al、Zn、Mn元素成分，如不合格，則需補加合金元素，直至添加合金元素成分合格；降溫靜置至680-700°C，當合金中雜質成分合格（Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%）後，將熔體轉移至精煉坩堝中，並升溫至760-780°C；

（2）當精煉鍋中熔體升溫至760-780°C，加入預熱至350-400°C的Mg-Gd中間合金，保溫20分鐘後，攪拌熔體10-15分鐘，檢測合金中Gd元素成分，如不合格，則需補加中間合金，直至添加合金元素成分合格，然後撇除熔體表面氧化渣，設定爐溫為740-750°C；

（3）保溫完成後，在740-750°C溫度下，使用非鎳基不鏽鋼加料筐將預熱至350-400°C的Mg-30Ca、Mg-25Sr、Mg-10Dy中間合金置於熔體中部，加入的釓、鍶、鈣、鏑元素質量分別占鎂合金總質量比例為Gd:1-2%，Ca:0.1-0.3%，Sr:0.6-0.8%，Dy:0.1-0.15%；保溫20分鐘後，取出加料筐，然後使用人工撈底攪拌方式配合RJ-5熔劑對熔體進行精煉處理，精煉劑RJ-5熔劑的用量為鎂合金重量的0.5-1%，精煉時間為10-15分鐘，檢測合金中Ca、Sr、Dy元素成分，如不合格，則需補加中間合金，直至添加合金元素成分合格，然後撇除熔體表面氧化渣；

（4）精煉結束後，設定熔體在700-720°C保溫，當合金中各雜質元素成分合格（Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%）後，使用直徑為330毫米的鍛鋁質組合半連續結晶器，在水溫為15-26°C，坯料下拉速度為80-130毫米/分鐘的條件下進行半連續鑄造制坯，結晶器液面處使用SF6和CO2混合氣體保護；

（5）將半連鑄坯料機加工去掉外皮，在400-420°C下，均勻化處理10-15小時，隨爐冷卻；

（6）將均勻化處理後的坯料在400-420°C下加熱保溫3-6小時，擠壓比為20-50，擠壓速度為4-6米/分鐘的條件下得到熱擠壓材；

（7）將熱擠壓材機加工製成鍛坯，將鍛坯在360-400°C保溫1.5-2小時，在模具溫度為380-400°C，使用蓖麻油和石墨混合物作為潤滑劑的條件下，使用鍛造工藝成型零件；

（8）將鎂合金鍛件在180-220°C保溫12-24小時，進行時效處理。

有益效果

1、《一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法》的鎂合金具有高強度和高韌性，室溫抗拉強度和延伸率分別可達到360兆帕和12%。

2、《一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法》的鎂合金耐高溫，高溫性能優良，200°C時的抗拉強度和延伸率分別可達到230兆帕和23%，200°C、50兆帕應力持續載入100小時條件下的總蠕變數為0.05%。

3、《一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法》的鎂合金純度高，雜質含量低，Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%。

4、《一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法》使用少量稀土元素，結合常規鹼土金屬即製備了低成本耐熱變形鎂合金，原料來源簡單，成本大幅降低，適合於大規模工業化生產。

技術領域

《一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法》涉及一種金屬材料技術領域的變形鎂合金及其製備方法，具體涉及一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法。

權利要求

1.一種鎂合金的製備方法，其特徵在於所述鎂合金由以下組分組成Al：7.5-8.2%，Gd：1-2%，Ca：0.1-0.3%，Zn：2-3%，Mn：0.4-0.65%，Sr：0.6-0.8%，Dy：0.1-0.15%，Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%，餘量為Mg，以質量百分比計；所述鎂合金的製備方法包括熔煉，所述熔煉後進行熱擠壓和等溫鍛造；所述熱擠壓是指將坯料400-420℃保溫3-6小時，擠壓比為20-50，擠壓速度為4-6米/分鐘；所述等溫鍛造是指將熱擠壓材鍛造後在360-400℃保溫1.5-2小時，380-400℃鍛造成型；所述熔煉為二次熔煉，所述二次熔煉步驟包括第一次精煉，Mg-Gd中間合金的加入，Mg-30Ca、Mg-25Sr和Mg-10Dy中間合金的加入，第二次精煉；所述第一次精煉是指，在730-750℃以RJ-2熔劑加5wt%CaF2為精煉劑精煉10-15分鐘，精煉劑用量為鎂合金重量的0.5-1%；所述第二次精煉是指使用撈底攪拌方式配合RJ-5熔劑對熔體進行精煉處理，精煉劑RJ-5熔劑用量為鎂合金重量的0.5-1%，精煉時間為10-15分鐘，溫度為740-750℃。

2.如權利要求1所述的鎂合金的製備方法，其特徵在於所述鎂合金由以下組分組成Al:7.9%，Gd:1.5%，Ca:0.18%，Zn:2.6%，Mn:0.65%，Sr:0.7%，Dy:0.12%，Fe:0.001%，Ni:0.0008%，Cu:0.001%，Si:0.01%，餘量為Mg，以質量百分比計。

3.如權利要求1所述鎂合金的製備方法，所述Mg-Gd中間合金的加入步驟是指將第一次精煉後的熔體升溫至760-780℃，加入預熱至350-400℃的Mg-Gd中間合金，保溫20分鐘後，攪拌熔體10-15分鐘，所述Mg-30Ca、Mg-25Sr、Mg-10Dy中間合金的加入步驟是指在740-750℃溫度下，將預熱至350-400℃的Mg-30Ca、Mg-25Sr和Mg-10Dy中間合金加入熔體，保溫20分鐘。

4.如權利要求1、2或3所述鎂合金的製備方法，所述等溫鍛造後進行時效處理，所述時效處理是指將鎂合金鍛件在180-220℃保溫12-24小時。

5.如權利要求1、2或3所述鎂合金的製備方法，還包括在第二次精煉後，熱擠壓前進行半連續鑄造制坯；所述半連續鑄造制坯是使用直徑為330毫米的鍛鋁質組合半連續結晶器，在水溫為15-26℃，坯料下拉速度為80-130毫米/分鐘的條件下進行，結晶器液面處使用SF6/CO2混合氣體保護；半連續鑄造制坯後還進行了均勻化處理，所述均勻化處理是指在400-420℃下，保溫10-15小時，隨爐冷卻。

6.如權利要求4所述鎂合金的製備方法，還包括在第二次精煉後，熱擠壓前進行半連續鑄造制坯；所述半連續鑄造制坯是使用直徑為330毫米的鍛鋁質組合半連續結晶器，在水溫為15-26℃，坯料下拉速度為80-130毫米/分鐘的條件下進行，結晶器液面處使用SF6/CO2混合氣體保護；半連續鑄造制坯後還進行了均勻化處理，所述均勻化處理是指在400-420℃下，保溫10-15小時，隨爐冷卻。

7.如權利要求1所述鎂合金的製備方法，包括以下步驟：

（1）將Mg≈99wt%普通純鎂放入低碳鋼質熔煉坩堝中，熔化升溫至730-750℃，將預熱至200℃的鋁錠、鋅錠和氯化錳緩慢加入坩堝中，加入的Al、Zn、Mn元素質量分別占鎂合金總質量的比例為Al：7.5-8.2%，Zn：2-3%，Mn：0.4-0.65%；使用含5wt%CaF2的RJ-2熔劑為精煉劑精煉10-15分鐘，精煉劑用量為鎂合金重量的0.5-1%，精煉後精煉後檢測合金中Al、Zn、Mn元素成分，如不合格，則需補加合金元素，直至添加合金元素成分合格；降溫靜置至680-700℃，當合金中雜質成分Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%，將熔體轉移至精煉坩堝中，並升溫至760-780℃；

（2）當精煉鍋中熔體升溫至760-780℃，加入預熱至350-400℃的Mg-Gd中間合金，保溫20分鐘後，攪拌熔體10-15分鐘，檢測合金中Gd元素成分，如不合格，則需補加中間合金，直至添加合金元素成分合格，然後撇除熔體表面氧化渣，設定爐溫為740-750℃；

（3）保溫完成後，在740-750℃溫度下，使用非鎳基不鏽鋼加料筐將預熱至350-400℃的Mg-30Ca、Mg-25Sr、Mg-10Dy中間合金置於熔體中部，加入的釓、鈣、鍶、鏑元素質量分別占鎂合金總質量比例為Gd：1-2%，Ca：0.1-0.3%，Sr：0.6-0.8%，Dy：0.1-0.15%；保溫20分鐘後，取出加料筐，然後使用人工撈底攪拌方式配合RJ-5熔劑對熔體進行精煉處理，精煉劑RJ-5熔劑用量為鎂合金重量的0.5-1%，精煉時間為10-15分鐘，檢測合金中Ca、Sr、Dy元素成分，如不合格，則需補加中間合金，直至添加合金元素成分合格，然後撇除熔體表面氧化渣；

（4）精煉結束後，設定熔體在700-720℃保溫，當合金中各雜質元素成分Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%，使用直徑為330毫米的鍛鋁質組合半連續結晶器，在水溫為15-26℃，坯料下拉速度為80-130毫米/分鐘的條件下進行半連續鑄造制坯，結晶器液面處使用SF6和CO2混合氣體保護；

（5）將半連鑄坯料機加工去掉外皮，在400-420℃下，均勻化處理10-15小時，隨爐冷卻；

（6）將均勻化處理後的坯料在400-420℃下加熱保溫3-6小時，擠壓比為20-50，擠壓速度為4-6米/分鐘的條件下得到熱擠壓材；

（7）將熱擠壓材機加工製成鍛坯，將鍛坯在360-400℃保溫1.5-2小時，在模具溫度為380-400℃，使用蓖麻油和石墨混合物作為潤滑劑的條件下，使用鍛造工藝成型零件；

（8）將鎂合金鍛件在180-220℃保溫12-24小時，進行時效處理。

實施方式

以下通過實施例來進一步說明《一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法》，但《一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法》不局限於這些實施例。

• 實施例1

鎂合金組分質量百分比為:A1:7.9%，Gd:1.5%，Ca:0.18%，Zn:2.6%，Mn:0.65%，Sr:0.7%，Dy:0.12%，Fe：0.001%，Ni:0.0008%，Cu:0.001%，Si:0.01%，餘量為Mg。

（1）將405千克普通純鎂（Mg≈99wt%）放入低碳鋼質熔煉坩堝中，熔化升溫至730°C，加入預熱至200°C的40千克鋁錠、13千克鋅錠和8.15千克工業無水氯化錳緩慢加入坩堝中，使用含5wt%CaF2的RJ-2熔劑為精煉劑，精煉10分鐘，精煉劑用量為鎂合金重量的0.6%，精煉後檢測合金中Al、Zn、Mn元素成分，如不合格，則需補加合金元素，直至添加合金元素成分合格。然後降溫靜置，當合金中雜質成分合格（Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%）後，將熔體轉移至精煉坩堝中，並升溫至770°C。

（2）當精煉鍋中熔體升溫至770°C，加入31.5千克預熱至360°C的Mg-30Gd中間合金，保溫20分鐘後，攪拌熔體10分鐘，檢測合金中Gd元素成分，如不合格，則需補加中間合金，直至添加合金元素成分合格，然後撇除熔體表面氧化渣，設定爐溫為740°C。

（3）在740°C溫度下，使用非鎳基不鏽鋼加料筐將預熱至370°C的Mg-30Ca中間合金3.5千克、Mg-25Sr中間合金17.5千克、Mg-10Dy中間合金7千克置於熔體中部。保溫20分鐘後，取出加料筐，然後使用人工撈底攪拌方式配合RJ-5熔劑對熔體進行精煉處理，精煉劑RJ-5熔劑用量為鎂合金重量的0.9%，精煉時間為10分鐘，檢測合金中Ca、Sr元素成分，如不合格，則需補加中間合金，直至添加合金元素成分合格，然後撇除熔體表面氧化渣。

（4）精煉結束後，設定熔體在720°C保溫，當合金中各雜質元素成分合格（Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%）後，使用直徑為330毫米的鍛鋁質組合半連續結晶器，在水溫為15°C，坯料下拉速度為100毫米/分鐘的條件下進行半連續鑄造制坯，結晶器液面處使用SF6和CO2混合氣體保護。

（5）將半連鑄坯料機加工去掉外皮，在420°C下，均勻化處理12小時，隨爐冷卻。

（6）將均勻化處理後的坯料在420°C下加熱保溫4小時，擠壓比為30，擠壓速度為5米/分鐘的條件下得到熱擠壓材。

（7）將熱擠壓材機加工製成鍛坯，將鍛坯在380°C保溫2小時，在模具溫度為380°C，使用蓖麻油和石墨混合物作為潤滑劑的條件下，使用鍛造工藝成型零件。

（8）將鎂合金鍛件在180°C保溫16小時，進行時效處理。

此合金的室溫抗拉強度和延伸率分別為360兆帕和12%，200°C時的抗拉強度和延伸率分別為230兆帕和23%，雜質含量中Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%。200°C，50兆帕應力持續載入100小時條件下的總蠕變數為0.05%。

• 實施例2

鎂合金組分質量百分比為:Al：7.5%，Gd:1%，Ca:0.1%，Zn:2.2%，Mn:0.5%，Sr:0.75%，Dy:0.15%，Fe:0.002%，Ni:0.0009%，Cu:0.001%，Si:0.01%，餘量為Mg。

（1）將411g普通純鎂（Mg≈99wt%）放入低碳鋼質熔煉坩堝中，熔化升溫至740°C，加入預熱至200°C的38.5千克鋁錠、11.3千克鋅錠和6.3千克無水氯化錳緩慢加入坩堝中，使用含5wt%CaF2的RJ-2熔劑為精煉劑，精煉15分鐘，精煉劑用量為鎂合金重量的0.7%，精煉後檢測合金中Al、Zn、Mn元素成分，如不合格，則需補加合金元素，直至添加合金元素成分合格。然後降溫靜置，當合金中雜質成分合格（Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%）後，將熔體轉移至精煉坩堝中，並升溫至760°C。

（2）當精煉鍋中熔體升溫至760°C，加入預熱至350°C的Mg-30Gd中間合金21千克，保溫20分鐘後，攪拌熔體12分鐘，檢測合金中Gd元素成分，如不合格，則需補加中間合金，直至添加合金元素成分合格，然後撇除熔體表面氧化渣，設定爐溫為745°C。

（3）在750°C溫度下，使用非鎳基不鏽鋼加料筐將預熱至350°C的Mg-30Ca中間合金2千克、Mg-25Sr中間合金18.8千克、Mg-10Dy中間合金8.8千克置於熔體中部，保溫20分鐘後，取出加料筐，然後使用人工撈底攪拌方式配合RJ-5熔劑對熔體進行精煉處理，精煉劑RJ-5熔劑用量為鎂合金重量的0.7%，精煉時間為10分鐘，檢測合金中Ca、Sr、Dy元素成分，如不合格，則需補加中間合金，直至添加合金元素成分合格，然後撇除熔體表面氧化渣。

（4）精煉結束後，設定熔體在700°C保溫，當合金中各雜質元素成分合格（Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%）後，使用直徑為330毫米的鍛鋁質組合半連續結晶器，花水溫為26°C，坯料下拉速度為130毫米/分鐘的條件下進行半連續鑄造制坯，結晶器液面處使用SF6和CO2混合氣體保護。

（5）將半連鑄坯料機加工去掉外皮，在400°C下，均勻化處理10小時，隨爐冷卻。

（6）將均勻化處理後的坯料在400°C下加熱保溫3小時，擠壓比為50，擠壓速度為4米/分鐘的條件下得到熱擠壓材。

（7）將熱擠壓材經機加工製成鍛坯，將鍛坯在360°C保溫2小時，在模具溫度為380°C，使用蓖麻油和石墨混合物作為潤滑劑的條件下，使用鍛造工藝成型零件。

（8）將鎂合金鍛件在190°C保溫12小時，進行時效處理。

此合金的室溫抗拉強度和延伸率分別為355兆帕和10%，200°C時的抗拉強度和延伸率分別為200兆帕和19%。200°C，50兆帕應力持續載入100小時條件下的總蠕變數為0.1%。雜質含量中Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%。

• 實施例3

鎂合金組分質量百分比為:Al8.2%，Gd2%，Ca0.27%，Zn2.1%，Mn0.4%，Sr0.62%，Dy:0.1%，Fe＝0.002%，Ni＝0.001%，Cu＝0.001%，Si＝0.01%，餘量為Mg。

（1）將396千克普通純鎂（Mg≈99wt%）放入低碳鋼質熔煉坩堝中，熔化升溫至750°C，加入預熱至200℃的41千克鋁錠、10.6千克鋅錠和5千克工業無水氯化錳緩慢加入坩堝中，使用含5wt％CaF2的RJ-2，熔劑為精煉劑，精煉12分鐘，精煉劑用量為鎂合金重量的0.9%，精煉後檢測合金中Al、Zn、Mn元素成分，如不合格，則需補加合金元素，直至添加合金元素成分合格。然後降溫靜置，當合金中雜質成分合格（Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%）後，將熔體轉移至精煉坩堝中，並升溫至780°C。

（2）當精煉鍋中熔體升溫至780°C，加入預熱至380°C的Mg-30Gd中間合金41.8千克，保溫20分鐘後，攪拌熔體15分鐘，檢測合金中Gd元素成分，如不合格，則需補加中間合金，直至添加合金元素成分合格，然後撇除熔體表面氧化渣，設定爐溫為740°C。

（3）在740°C溫度下，使用非鎳基不鏽鋼加料筐將預熱至370°C的Mg-30Ca中間合金5.3千克、Mg-25Sr中間合金15.5千克、Mg-10Dy中間合金5.9千克置於熔體中部。保溫20分鐘後，取出加料筐，然後使用人工撈底攪拌方式配合RJ-5熔劑對熔體進行精煉處理，精煉劑用量為鎂合金重量的0.6%，精煉時間為15分鐘，檢測合金中Ca、Sr、Dy元素成分，如不合格，則需補加中間合金，直至添加合金元素成分合格，然後撇除熔體表面氧化渣。

（4）精煉結束後，設定熔體在710°C保溫，當合金中各雜質元素成分合格（Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%）後，使用直徑為330毫米的鍛鋁質組合半連續結晶器，在水溫為26°C，坯料下拉速度為80毫米/分鐘的條件下進行半連續鑄造制坯，結晶器液面處使用SF6和CO2混合氣體保護。

（5）將半連鑄坯料機加工去掉外皮，在420°C下，均勻化處理15小時，隨爐冷卻。

（6）將均勻化處理後的坯料在420°C下加熱保溫6小時，擠壓比為20，擠壓速度為6米/分鐘的條件下得到熱擠壓材。

（7）將熱擠壓材機加工製成鍛坯，將鍛坯在400°C保溫1.5小時，在模具溫度為420°C，使用蓖麻油和石墨混合物作為潤滑劑的條件下，使用鍛造工藝成型零件。

（8）將鎂合金鍛件在220°C保溫12小時，進行時效處理。

此合金的室溫抗拉強度和延伸率分別為350兆帕和14%，200°C時的抗拉強度和延伸率分別為220兆帕和25%，雜質含量中Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%。200°C，50兆帕應力持續載入100小時條件下的總蠕變數為0.07%。雜質含量中Fe≤0.004%，Ni≤0.001%，Cu≤0.002%，Si≤0.02%。

• 實施例4

各參數選擇如表1所示，其它操作同實施例1。

表1

榮譽表彰

2018年12月20日，《一種低成本熱強變形鎂合金及其製備方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。