一種提高MgAlMn2Ni合金性能的退火工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種MgAlMn2Ni合金的制備工藝，特別涉及一種提高MgAlMn2Ni合金性能的退火工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁的應(yīng)用在金屬中十分廣闊，僅次于鋼鐵，而且含量排位在首位的金屬元素，因而被稱為第二大類金屬材料。7B50鋁合金市場前景好、技術(shù)含量高、有發(fā)展后勁、能形成產(chǎn)業(yè)并對我省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)揮重要作用。同時能保持性能、經(jīng)濟、環(huán)境、資源的協(xié)調(diào)平衡。是世界范圍內(nèi)推廣和發(fā)展的方向，具有重要的社會效益和環(huán)境效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種提高MgAlMn2Ni合金性能的退火工藝，以獲得性能優(yōu)異的MgAlMn2Ni合金。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種提高MgAlMn2Ni合金性能的退火工藝，包含以下步驟:第一步，將化學(xué)組成質(zhì)量分數(shù):63.1% La, 26.0%Ce，2.7%Pr和8.2% Nd和純度均高于99.8%的金屬Ν、Μη、Α1和Mg按化學(xué)計量比進行配料，采用真空感應(yīng)熔煉方法分別制備Mm( NiCoMnAl) 5和Mg2Ni合金；第二步，按設(shè)計的質(zhì)量比95:5將兩種合金稱量并混合，再采用真空感應(yīng)熔煉方法重熔制備質(zhì)量分數(shù)Mm ( NiCoMnAl) 5 /5% Mg2Ni鑄態(tài)復(fù)合合金，熔煉時，取鑄態(tài)復(fù)合合金放入石英玻璃管中，抽真空、充氬氣、封管后進行退火熱處理，退火溫度分別為1023-1223K，退火時間為10h，退火后合金樣品隨爐冷卻，獲得退火態(tài)合金。
[0005]退火溫度為1023K。
[0006]本發(fā)明的有益效果:通過對退火前后MgAlMn2Ni合金的相結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能研究，得出以下結(jié)論:
(1)鑄態(tài)MgAlMn2Ni合金由LaNi5相和少量的Mg2Ni相組成。而復(fù)合合金經(jīng)退火處理后，合金中除了 LaNi5相外，還出現(xiàn)了新相(La，Mg) Ni3。隨退火溫度的升高，由于Mg元素的減少，退火合金中新相(La，Mg) Ni3的含量減少。退火后，合金成分、組織更加均勻，合金內(nèi)微觀應(yīng)變、晶格缺陷減小。
[0007]( 2)與鑄態(tài)MgAlMn2Ni合金相比,退火態(tài)合金的活化性能得到明顯的改善。隨退火溫度的升高，合金的最大放電容量和高倍率放電性能均呈現(xiàn)出先增加后減少的變化規(guī)律，退火溫度為1023K時，合金的以上性能均達到最佳。合金的容量保持率隨退火溫度的升高呈單調(diào)增加。
【附圖說明】
[0008]圖1為鑄態(tài)和退火態(tài)MgAlMn2Ni合金的SEM照片。
【具體實施方式】
[0009]采用二步熔煉法制備MgAlMn2Ni合金。第一步，將混合稀土 Mm(化學(xué)組成:63.1% (質(zhì)量分數(shù))La，26.0% (質(zhì)量分數(shù))Ce，2.7%(質(zhì)量分數(shù))Pr和8.2% (質(zhì)量分數(shù))Nd)和純度均高于99.8%的金屬(Ν、Μη、Α1和Mg)按化學(xué)計量比進行配料，采用真空感應(yīng)熔煉方法分別制備Mm( NiCoMnAl)5和Mg2Ni合金。第二步，按設(shè)計的質(zhì)量比95: 5將兩種合金稱量并混合，再采用真空感應(yīng)熔煉方法重熔制備Mm ( NiCoMnAl)5/5%(質(zhì)量分數(shù))Mg2Ni鑄態(tài)復(fù)合合金。熔煉時，考慮Mm和Mg燒損和揮發(fā)。取鑄態(tài)復(fù)合合金放入石英玻璃管中，抽真空、充氬氣、封管后進行退火熱處理，退火溫度分別為1023、1123和1223K，退火時間為10h，退火后合金樣品隨爐冷卻，獲得退火態(tài)合金。使用美國PerkinElmer公司生產(chǎn)的OPTIMA 7000V型電感耦合等離子發(fā)射光譜儀(ICP)檢驗手段測定合金成分組成。合金的物相分析在荷蘭Philips公司生產(chǎn)的PW1830型X射線衍射儀上進行，測試條件:Cu靶Κα射線，連續(xù)掃描，掃描速率1° /min，掃描范圍為20?80°。采用Jade 5.0軟件進行點陣參數(shù)計算。日本日立公司生產(chǎn)的SU8010型冷場發(fā)射掃描電鏡(SEM)分析合金的組織形貌。合金電化學(xué)性能測試在開口三電極測試系統(tǒng)中進行。
[0010]2合金微觀組織和相結(jié)構(gòu)
圖1為鑄態(tài)和退火態(tài)MgAlMn2Ni合金的SEM照片。由圖1可看出，鑄態(tài)合金組織和成分不夠均勻，合金相無法區(qū)分；而退火合金隨退火溫度提高其組織和成分逐漸均勻化，退火合金由基體CaCu5型相(淺灰色區(qū)域a)和少量的PuNi型相(深色區(qū)域β)組成。
[0011]60次循環(huán)后退火態(tài)合金的容量保持率明顯高于鑄態(tài)合金。而且合金的容量保持率隨退火溫度的升高而單調(diào)增加，這說明退火處理有利于合金循環(huán)穩(wěn)定性的改善。循環(huán)穩(wěn)定性的改善主要歸因于以下兩個方面:(1)退火處理導(dǎo)致合金成分更加均勻，均勻的合金成分將抑制合金顆粒粉化，從而提高了合金的抗粉化能力有利于合金循環(huán)穩(wěn)定性。
【主權(quán)項】
1.一種提高MgAlMn2Ni合金性能的退火工藝，其特征在于:包含以下步驟:第一步，將化學(xué)組成質(zhì)量分數(shù):63.1% La, 26.0%Ce, 2.7%Pr和8.2% Nd和純度均高于99.8%的金屬Ν、Μη、Α1和Mg按化學(xué)計量比進行配料，采用真空感應(yīng)熔煉方法分別制備Mm( NiCoMnAl) 5和Mg2Ni合金；第二步，按設(shè)計的質(zhì)量比95:5將兩種合金稱量并混合，再采用真空感應(yīng)熔煉方法重熔制備質(zhì)量分數(shù)Mm ( NiCoMnAl) 5/5% Mg2Ni鑄態(tài)復(fù)合合金，熔煉時，取鑄態(tài)復(fù)合合金放入石英玻璃管中，抽真空、充氬氣、封管后進行退火熱處理，退火溫度分別為1023-1223K，退火時間為10h，退火后合金樣品隨爐冷卻，獲得退火態(tài)合金。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高MgAlMn2Ni合金性能的退火工藝，其特征在于:退火溫度為1023K。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高MgAlMn2Ni合金性能的退火工藝，其特征在于：包含以下步驟：第一步，將化學(xué)組成質(zhì)量分數(shù):63.1%La，26.0%Ce，2.7%Pr和8.2%Nd和純度均高于99.8%的金屬N、Mn、Al和Mg按化學(xué)計量比進行配料，采用真空感應(yīng)熔煉方法分別制備Mm(NiCoMnAl)5和Mg2Ni合金;第二步，按設(shè)計的質(zhì)量比95：5將兩種合金稱量并混合，再采用真空感應(yīng)熔煉方法重熔制備質(zhì)量分數(shù)Mm(NiCoMnAl)5/5%Mg2Ni鑄態(tài)復(fù)合合金,熔煉時，取鑄態(tài)復(fù)合合金放入石英玻璃管中，抽真空、充氬氣、封管后進行退火熱處理，退火溫度分別為1023-1223K，退火時間為10h，退火后合金樣品隨爐冷卻，獲得退火態(tài)合金。
【IPC分類】C22F1/047
【公開號】CN105274455
【申請?zhí)枴緾N201410295083
【發(fā)明人】孟源
【申請人】孟源
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年6月27日