CN101104901A - 一种添加铍、锶的阻燃镁合金及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种添加铍、锶的阻燃镁合金及制备方法，它是以镁、铝、锌、镁锰中间合金为原料，以铝铍中间合金、铝锶中间合金为阻燃剂，以铝锶中间合金为力学性能增强剂，在竖式熔炼炉中，经710℃±5℃熔炼、760℃±5℃精练后静置、700℃±5℃浇铸，经添加熔炼剂、精练剂，经恒温、保温、静置，制成阻燃性镁合金熔液，经模具浇铸、细砂冷却、切制成型，最终制成阻燃镁合金锭，熔炼中添加的铝铍中间合金、铝锶中间合金，有效的阻止了镁合金的燃烧、氧化，同时提高了镁合金的力学性能，此方法工艺严密，配比合理，工艺流程短，环境污染小，镁合金锭产物金相组织结构紧密均匀，致密性好，平均晶粒≤90μm，抗拉强度可达200MPa，冲击韧性可达15J/cm²。

Description

一种添加铍、锶的阻燃镁合金及制备方法

技术领域

本发明涉及一种添加铍、锶的阻燃镁合金及制备方法，属有色金属制备方法的技术领域。

背景技术

镁合金是目前工业上可用的最轻的金属材料之一，具有高的比强度和比刚度，良好的导电导热性、磁屏蔽性、阻尼减震性、可切削加工性，在汽车、电子和航空航天领域中得到了广泛应用。

镁合金的熔炼是在电阻熔炼炉中完成的，在熔炼过程中，常常会发生氧化燃烧，给镁合金的熔炼和产品的铸造成型带来工艺难题，而且环境污染严重、产品合格率低。

为了解决镁合金在熔炼过程中的氧化燃烧问题，一般采用熔剂覆盖或气体保护法，但存在环境污染和设备复杂问题，例如常用的六氟化硫SF₆气体，是国际禁用的污染气体，熔剂覆盖又会造成镁合金液的污染，达不到产品要求，还会造成材料和能源的浪费。

镁合金容易氧化燃烧是因为氧化镁膜较疏松、不致密，不能阻止空气与镁的接触，因此，向镁合金中添加合金元素，形成致密的保护膜也可起到阻燃作用，在镁合金中加入稀土类或钙类也能提高阻燃性，一般用于耐热镁合金，且钙元素会使合金力学性能降低，而稀土类对阻燃性的提高有限，在镁合金中加入铍元素也可提高阻燃性，但配比不当或过量的铍也会引起晶粒粗化，降低力学性能，目前的阻燃方法均存在弊端和不足，均不够理想。

发明内容

发明目的

本发明的目的就是针对背景技术的不足，针对镁合金在熔炼、铸造中出现易氧化、易燃烧的问题，采用添加合金元素法进行熔炼、铸造，即在熔炼镁合金过程中按比例添加铍Be和锶Sr元素，使镁合金在熔炼过程中既可阻止氧化燃烧，又可提高镁合金的力学性能，使镁合金在无熔剂覆盖、无气体保护下熔炼、铸造成型。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：镁、铝、锌、镁锰中间合金、铝铍中间合金、铝锶中间合金、去离子水、滑石粉、水玻璃、熔炼剂、精练剂，其组合配比量如下：以克、毫升为计量单位

镁：Mg                               513.7g±2g     固态块体

铝：Al                               42.8g±0.2g    固态块体

锌：Zn                               3g±0.1g       固态块体

镁锰中间合金：Mg-Mn                  28.7g±0.2g    固态块体

铝铍中间合金：Al-Be                  8.8g±0.1g     固态块体

铝锶中间合金：Al-Sr                  3g±0.1g       固态块体

滑石粉：Mg₃(Si₄O₁₀)(OH)₂             35g±1g        固态粉体

水玻璃：Na₂O·3SiO₂                  15ml±1ml      液体

去离子水：H₂O                        750ml±2ml     液体

熔炼剂RJ-2：MgCl₂KClNaClCaF₂         20g±1g        固态粉体

精练剂XRMJ-5：MgCl₂KClNaClCaF₂BaCl₂  15g±1g        固态粉体

制备方法如下：

(1)精选化学物质材料

对制备所需的化学物质及辅助材料要严格进行精选，并进行纯度控制：

镁：Mg    ≥99.85％

铝：Al    ≥99％

锌：Zn    ≥99％

镁锰中间合金：Mg-Mn    Mg90.6％     Mn9.4％

铝铍中间合金：Al-Be    Al96.58％    Be3.42％

铝锶中间合金：Al-Sr    Al89.98％    Sr10.02％

滑石粉：Mg₃(Si₄O₁₀)(OH)₂            95％

水玻璃：Na₂O·3SiO₂    95％

去离子水：H₂O          99.99％

熔炼剂RJ-2：MgCl₂ 46％、KCl 41％、NaCl 8％、CaF₂ 5％

精练剂XRMJ-5：MgCl₂ 46％、KCl 35％、NaCl 8％、CaF₂ 5％、BaCl₂ 6％

(2)预切制固态块体材料

对制备使用的固态块体材料镁、铝、锌、镁锰中间合金、铝铍中间合金、铝锶中间合金要进行预切制，块体尺寸为：

镁、铝、锌：60×60×60mm

镁锰中间合金：10×10×10mm

铝铍中间合金：10×10×10mm

铝锶中间合金：10×10×10mm

(3)预制浇铸模具

对熔炼、浇铸使用的模具要进行预制，模具结构为开合式，模体材质为不锈钢，外形尺寸为300×200×100mm

模芯：圆柱形：Φ15×80mm 3个；

矩形：15×15×80mm 3个；

(4)熔炼阻燃镁合金

①熔炼镁合金是在竖式电阻熔炼炉中进行的，熔炼炉由炉体、炉盖、炉腔、温度探头、排气孔、熔炼坩埚、温度控制箱组成；

②清理熔炼炉

打开熔炼炉盖，用吸尘器抽吸炉腔内灰尘及有害物质，抽吸时间为5min±1min使熔炼炉内洁净；

③清理、清洁熔炼坩埚

用金属铲、刷清除坩埚内残留物及有害物质，使坩埚内洁净；

用吸尘器抽吸坩埚内灰尘及有害物质，抽吸时间为5min±1min；

④刷涂熔炼坩埚内壁、熔炼勺

配制涂覆材料：将滑石粉35g±1g、水玻璃15ml±1ml、去离子水750ml±2ml置于容器中，用搅拌器进行搅拌，使其混合均匀；

坩埚、熔炼勺预热：

将坩埚、熔炼勺置于加热炉中预热，预热温度200℃±5℃，预热时间30min±5min；

刷涂坩埚内壁、熔炼勺：

用毛刷均匀刷涂预热的坩埚内壁、熔炼勺，边刷涂，边干燥，反复进行，涂层厚度为0.2mm±0.05mm；

烘干箱烘干：

将刷涂好的坩埚、熔炼勺置于烘干箱中烘干，烘干温度200℃±5℃，烘干时间30min±5min；

⑤预热块体材料、熔炼剂、精练剂

将Mg块513.7g±2g、Al块42.8g±0.2g、Zn块3g±0.1g、Mg-Mn中间合金28.7g±0.2g、Al-Be中间合金8.8g±0.1g、Al-Sr中间合金3g±0.1g分别置于专用容器中，然后置于烘烤箱中进行预热，预热温度为200℃±5℃，预热时间为30min±5min；

将熔炼剂RJ-220g±1g、精练剂XRMJ-5 15g±1g，分别置于专用容器中，然后置于烘烤箱中进行预热，预热温度为200℃±5℃，预热时间为15min±1min；然后在烘烤箱中恒温、保温备用；

⑥预热坩埚

将涂覆了耐高温涂料的坩埚置于预热炉中预热至400℃±20℃，预热时间为30min±5min；

⑦熔炼

在坩埚内壁及底部均匀地撒上一层粉状熔炼剂RJ-2 4g±0.5g，然后将预热的镁块、铝块加入预热好的坩埚内，并在镁块上均匀撒上一层熔炼剂RJ-2 3g±0.5g；

将预热的坩埚置于熔炼炉中；

开启熔炼炉，使其升温，由20℃±3℃升温至710℃±5℃，升温速度为8.6℃/min，升温时间为80min±5min；

镁块、铝块熔化后，恒温、保温16min±1min；

加入Zn块3g±0.1g、Mg-Mn中间合金块28.7g±0.2g、Al-Be中间合金块8.8g±0.1g、Al-Sr中间合金块3g±0.1g，在装料、熔化过程中，发现镁合金液露出并燃烧时，均匀撒入熔炼剂RJ-2 2g±0.1g，在710℃±5℃温度下，恒温、保温、静置20min±2min，使其熔化，成合金熔液；

精练：

扒去合金熔液表面熔渣，将预热的熔炼勺浸入合金熔液2/3深处，进行搅动，使镁合金熔液在垂直方向产生强烈循环对流，同时不断向镁合金液表面均匀撒入精炼剂XRMJ-5 6g±1g，精炼4min±1min，至液面呈光亮镜面，精练完毕后，扒去液面熔渣，然后升温至760℃±5℃，恒温、保温、静置20min±1min；

降温：

调节温度控制箱，熔液温度由760℃±5℃降至700℃±5℃，此温度为浇铸温度；

在熔炼过程中发生化学反应，反应式如下：

Be+O→BeO

Al+O→Al₂O₃

Mg+O→MgO

Sr+O→SrO

Sr+Be+O→Sr₂Be₉O₁₁

式中：

Be：铍

O：氧

BeO：氧化铍

Al₂O₃：三氧化二铝

Mg；镁

MgO：氧化镁

Sr：锶

SrO：氧化锶

Sr₂Be₉O₁₁：铍锶氧化物

(5)浇铸

①预热模具，将开合式模具置于烘烤箱中进行预热，预热温度200℃±5℃，预热时间为120min±10min；

②将熔炼好的熔液对准模具浇口、滤网进行浇铸，当浇口溢满时，停止浇铸；

(6)冷却

浇铸完成后，将模具及其内的铸件置于自然空气中冷却，冷却至400℃±5℃；

(7)脱模、二次冷却

打开模具，铸锭脱模，将铸锭整体置于干燥的细砂中，使其在自然空气中冷却至20℃±3℃；

(8)切制成型

将冷却后的铸锭进行切制，成镁合金锭；

圆柱形镁合金锭：拉伸试验用：Φ10×60mm阶梯形中间尺寸为Φ6×30mm

矩形镁合金锭：冲击韧性试验用：矩形10×10×60mm

镁合金锭表面粗糙度：Ra0.32-0.64μm

(9)检测、分析

对制备的圆柱形、矩形镁合金锭的力学性能进行检测分析；

用X射线衍射仪分析镁合金铸锭表面氧化膜衍射强度；

用万能试验机进行拉伸试验；

用冲击试验机进行冲击试验；

用布氏硬度计进行硬度试验；

(10)储存包装

对制备的镁合金锭要用软质材料包装、储存于干燥环境，要防水、防潮、防氧化、防酸、盐侵蚀，储存温度20℃±3℃，相对湿度≤20％。

所述的阻燃镁合金的制取，是以镁、铝、锌、镁锰中间合金为原料，以铝铍中间合金、铝锶中间合金为阻燃合金，以铝锶中间合金为力学性能增强合金，以滑石粉、水玻璃、去离子水为熔炼坩埚涂覆剂，以混合物RJ-2为熔炼剂，以混合物XRMJ-5为精炼剂。

所述的阻燃镁合金的熔炼是在竖式电阻熔炼炉中进行的，熔炼温度为710℃±5℃，熔炼时间为20min±2min，精炼温度为710℃±5℃，精练时间为4min±1min，精炼后恒温、保温、静置温度为760℃±5℃，时间为20min±1min，浇铸温度为700℃±5℃，铸锭脱模温度为400℃±5℃。

所述的阻燃镁合金制备过程中的阻燃是以添加铝铍中间合金、铝锶中间合金的形式完成的，力学性能的提高是以添加铝锶中间合金的形式完成的。

所述的阻燃镁合金铸锭的冷却是在干燥的细砂中进行的，在自然空气中冷却至20℃±3℃。

有益效果

本发明于与背景技术相比具有明显的先进性，它是以镁、铝、锌、镁锰中间合金为原料，以铝铍中间合金、铝锶中间合金为阻燃合金，以铝锶中间合金为力学性能增强合金，在竖式电阻熔炼炉中，经710℃±5℃熔化，经760℃±5℃精炼，经添加熔炼剂、精炼剂，经恒温、保温、静置，制成阻燃镁合金熔液，经模具浇铸，制成镁合金铸锭，再经砂粒冷却，切制成型，最终制成阻燃镁合金锭，由于在熔炼过程中，添加了铝铍中间合金、铝锶中间合金，有效的阻止了镁合金在熔炼过程中的燃烧、氧化，而且使阻燃和提高镁合金的力学性能保持了平衡，既阻止了镁合金的燃烧、氧化，又提高了镁合金的力学性能，此制备方法工艺严密、配比合理、操作容易，工艺流程短，制备效率高，环境污染小，镁合金锭产物金相组织结构紧密、均匀，致密性好，平均晶粒≤90μm，其抗拉强度可达200 MPa，伸长率可达10％，冲击韧性可达15J/cm²，表面硬度可达HB 69，比现有技术制备的镁合金，其燃点温度可提高300℃，是十分理想的阻燃镁合金的制备方法。

附图说明

图1为制备工艺流程图

图2为熔炼炉及熔炼状态图

图3为浇铸模具及浇铸状态图

图4为熔炼温度与时间坐标关系图

图5为铸锭表面氧化物衍射强度与衍射角坐标关系图

图6为不阻燃镁合金铸锭形貌图

图7为阻燃镁合金铸锭形貌图

图8为不加锶镁合金锭横切面金相组织图

图9为加锶镁合金锭横切面金相组织图

图10为镁合金锭横切面放大100倍金相组织图

图11为阻燃镁合金锭力学性能表

图中所示，附图标记清单如下：

1.炉体，2.炉座，3.炉盖，4.密封盖，5.开合架，6.电阻丝，7.坩埚座，8.坩埚，9.炉腔，10.排气孔，11.提手，12.镁合金熔液，13.温度探头，14.电控箱，15.液晶显示屏，16.指示灯，17.操纵开关，18.导线，19.导线，20.模具体，21.浇口，22.滤网，23.浇铸直浇道，24.浇铸横浇道，25.矩形铸锭腔，26.圆柱形铸锭腔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明：

图1所示，为制备工艺流程图，要严格按制备工艺进行，按程序操作。

制备所需的化学物材料组合配比是按预先设置的量值范围而确定的，以克、毫升为计量单位，当工业化制取时，以千克、升为计量单位，并按比例计算。

制备使用的镁、铝、锌元素以块体进行熔炼，锰、铍、锶是以中间合金形式添加并进行熔炼的，即：镁锰中间合金，铝铍中间合金，铝锶中间合金。

铝铍中间合金的铍元素，可有效的防止镁合金在熔炼过程中的氧化和燃烧，但过量会使力学性能降低，铝锶中间合金中的锶元素可进一步促进铍的阻燃性，减少铍的用量。

铝锶中间合金的锶元素，可有效的提高镁合金的力学性能，可显著的细化晶粒，增加合金密度，这样可弥补添加铍元素使镁合金力学性能降低的弊端，使镁合金的力学性能保持平衡，达到既有效防止镁合金的氧化和燃烧，又使镁合金力学性能保持稳定。

阻燃镁合金的熔炼是在竖式电阻熔炼炉中进行的，要严格控制升温、恒温、保温、静置、降温、冷却的各温度环节，并控制好时间值。

阻燃镁合金的浇铸是在专用模具中进行的，浇铸模具内设圆柱形内腔、矩形内腔各三个，以便于进行力学性能试验。

浇注后脱模冷却要把铸锭置于细砂粒中，以使铸锭冷却均匀，不变形。

铸锭要进行切制，制备成圆柱形镁合金锭和矩形镁合金锭，圆柱形镁合金锭中间成阶梯形，以便于进行拉伸性能试验，表面粗糙度均为Ra 0.32-0.64μm。

阻燃性试验：用燃点测试法进行阻燃性试验

将熔化好的阻燃镁合金液浇铸成铸锭，在无保护的条件下重熔该铸锭，用温度探头测量合金液表面温度，由于镁燃烧时将释放出大量热量，温度值将急剧增加，此时的温度定为燃点温度，也可将熔化好的阻燃镁合金液扒去表面熔渣，在无保护条件下测量燃点温度。

图2所示，为竖式熔炼炉及熔炼状态图，在炉座2上为炉体1，炉体1上部为密封盖4，密封盖4上部为炉盖3，炉盖3与密封盖4由开合架5控制开合，炉体1内壁设有电阻丝6，炉体1内为炉腔9，炉腔9内底部为坩埚座7，坩埚座7上部为坩埚8，坩埚8上部为提手11，坩埚8内为镁合金液12，在炉盖3、密封盖4上部设有排气孔10、温度探头13，温度探头13通过导线18连接电控箱14，电控箱14上设有指示灯16、液晶显示屏15、操纵开关17，电控箱14通过导线19连接炉体1的电阻丝6。

图3所示，为浇铸模具及浇铸状态图，模具为开合式，模具体20中间上部为浇口21、滤网22，并连通直浇道23，直浇道23连通横浇道24，横浇道24左部连接三个矩形铸锭腔25，右部连接三个圆柱形铸锭腔26，滤网22可用氧化锆或三氧化二铝材料制作。

图4所示，为熔炼温度与时间坐标关系图，纵坐标为温度℃，横坐标为时间min，当熔炼炉温度由20℃±3℃，即A点，升温至710℃±5℃，相交于B点，在此温度熔炼、恒温保温16min±1min，添加中间合金，熔炼、恒温保温20min±2min，精练4min±1min，即B-C区段，然后升温至760℃±5℃，即D点，恒温保温、静置20min±1min，即D-E区段，然后降温至700℃±5℃，即F点，为浇铸温度，浇铸后降温冷却至400℃±5℃，即G点，为开模温度，然后在干燥的细砂中冷却至20℃±3℃，即H点。

图5所示，为X射线衍射仪分析镁合金铸锭表面氧化膜组成的各氧化物衍射强度与衍射角坐标关系图，纵坐标为铸锭表面氧化物的相对衍射强度指数/a.u，横坐标为衍射角2θ，图中可知：表面氧化膜是一种由氧化镁、氧化铍、氧化锶、氧化铝、铍锶氧化物组成的复合氧化膜，在复合氧化膜结构中，氧化铍、氧化锶、氧化铝、铍锶氧化物填补在氧化镁膜的疏松空隙中，使整个氧化膜变的致密，从而阻止了镁与空气的进一步接触氧化，提高了镁合金的阻燃性。

图6所示，为不阻燃镁合金铸锭形貌图，图中可见：表面氧化燃烧严重、粗糙不平，整个表面被大量氧化燃烧产物覆盖，成发泡状。

图7所示，为阻燃镁合金铸锭形貌图，图中可见：表面光滑、细腻，无燃烧物产生，具有金属光泽。

图8所示，为不加锶元素镁合金锭横切面金相组织图，图中可见：晶粒粗大，致密性差。

图9所示，为加锶元素镁合金锭横切面金相组织图，图中可见：晶粒细小，致密性好，平均晶粒≤90μm。

图10所示，为镁合金锭横切面放大100倍金相组织图，图中可知：组织由固溶体α-Mg基体、沿晶界分布的β-Mg₁₇Al₁₂相以及因不平衡凝固而形成的α-Mg与β-Mg₁₇Al₁₂相的共晶组织组成，组织紧密均匀、细小，致密性好，标尺单位为100μm。

图11所示，为添加铍、锶与不添加铍、锶的镁合金锭力学性能比较表，表中可知：添加铍、锶的镁合金锭抗拉强度为200MPa，伸长率为10％，冲击韧性为15J/cm²，表面硬度为HB 69，力学性能指标高、稳定，不添加铍、锶的镁合金锭力学性能明显偏低。

Claims (5)

1.一种添加铍、锶的阻燃镁合金及制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：镁、铝、锌、镁锰中间合金、铝铍中间合金、铝锶中间合金、去离子水、滑石粉、水玻璃、熔炼剂、精练剂，其组合配比量如下：以克、毫升为计量单位

镁：Mg                               513.7g±2g     固态块体

铝：Al                               42.8g±0.2g    固态块体

锌：Zn                               3g±0.1g       固态块体

镁锰中间合金：Mg-Mn                  28.7g±0.2g    固态块体

铝铍中间合金：Al-Be                  8.8g±0.1g     固态块体

铝锶中间合金：Al-Sr                  3g±0.1g       固态块体

滑石粉：Mg₃(Si₄O₁₀)(OH)₂             35g±1g        固态粉体

水玻璃：Na₂O·3SiO₂                  15ml±1ml      液体

去离子水：H₂O                        750ml±2ml     液体

熔炼剂RJ-2：MgCl₂KClNaClCaF₂         20g±1g        固态粉体

精练剂XRMJ-5：MgCl₂KClNaClCaF₂BaCl₂  15g±1g        固态粉体

制备方法如下：

(1)精选化学物质材料

对制备所需的化学物质及辅助材料要严格进行精选，并进行纯度控制：

镁：Mg    ≥99.85％

铝：Al    ≥99％

锌：Zn    ≥99％

镁锰中间合金：Mg-Mn    Mg90.6％     Mn9.4％

铝铍中间合金：Al-Be    Al96.58％    Be3.42％

铝锶中间合金：Al-Sr    Al89.98％    Sr10.02％

滑石粉：Mg₃(Si₄O₁₀)(OH)₂    95％

水玻璃：Na₂O·3SiO₂         95％

去离子水：H₂O               99.99％

熔炼剂RJ-2：MgCl₂ 46％、KCl 41％、NaCl 8％、CaF₂ 5％

精练剂XRMJ-5：MgCl₂ 46％、KCl 35％、NaCl 8％、CaF₂ 5％、BaCl₂ 6％

(2)预切制固态块体材料

对制备使用的固态块体材料镁、铝、锌、镁锰中间合金、铝铍中间合金、铝锶中间合金要进行预切制，块体尺寸为：

镁、铝、锌：60×60×60mm

镁锰中间合金：10×10×10mm

铝铍中间合金：10×10×10mm

铝锶中间合金：10×10×10mm

(3)预制浇铸模具

对熔炼、浇铸使用的模具要进行预制，模具结构为开合式，模体材质为不锈钢，外形尺寸为300×200×100mm

模芯：圆柱形：Φ15×80mm 3个；

矩形：15×15×80mm 3个；

(4)熔炼阻燃镁合金

①熔炼镁合金是在竖式电阻熔炼炉中进行的，熔炼炉由炉体、炉盖、炉腔、温度探头、排气孔、熔炼坩埚、温度控制箱组成；

②清理熔炼炉

打开熔炼炉盖，用吸尘器抽吸炉腔内灰尘及有害物质，抽吸时间为5min±1min使熔炼炉内洁净；

③清理、清洁熔炼坩埚

用金属铲、刷清除坩埚内残留物及有害物质，使坩埚内洁净；

用吸尘器抽吸坩埚内灰尘及有害物质，抽吸时间为5min±1min；

④刷涂熔炼坩埚内壁、熔炼勺

配制涂覆材料：将滑石粉35g±1g、水玻璃15ml±1ml、去离子水750ml±2ml置于容器中，用搅拌器进行搅拌，使其混合均匀；

坩埚、熔炼勺预热：

将坩埚、熔炼勺置于加热炉中预热，预热温度200℃±5℃，预热时间30min±5min；

刷涂坩埚内壁、熔炼勺：

用毛刷均匀刷涂预热的坩埚内壁、熔炼勺，边刷涂，边干燥，反复进行，涂层厚度为0.2mm±0.05mm；

烘干箱烘干：

将刷涂好的坩埚、熔炼勺置于烘干箱中烘干，烘干温度200℃±5℃，烘干时间30min±5min；

⑤预热块体材料、熔炼剂、精练剂

将Mg块513.7g±2g、Al块42.8g±0.2g、Zn块3g±0.1g、Mg-Mn中间合金28.7g±0.2g、Al-Be中间合金8.8g±0.1g、Al-Sr中间合金3g±0.1g分别置于专用容器中，然后置于烘烤箱中进行预热，预热温度为200℃±5℃，预热时间为30min±5min；

将熔炼剂RJ-2 20g±1g、精练剂XRMJ-5 15g±1g，分别置于专用容器中，然后置于烘烤箱中进行预热，预热温度为200℃±5℃，预热时间为15min±1min；然后在烘烤箱中恒温、保温备用；

⑥预热坩埚

将涂覆了耐高温涂料的坩埚置于预热炉中预热至400℃±20℃，预热时间为30min±5min；

⑦熔炼

在坩埚内壁及底部均匀地撒上一层粉状熔炼剂RJ-2 4g±0.5g，然后将预热的镁块、铝块加入预热好的坩埚内，并在镁块上均匀撒上一层熔炼剂RJ-2 3g±0.5g；

将预热的坩埚置于熔炼炉中；

开启熔炼炉，使其升温，由20℃±3℃升温至710℃±5℃，升温速度为8.6℃/min，升温时间为80min±5min；

镁块、铝块熔化后，恒温、保温16min±1min；

加入Zn块3g±0.1g、Mg-Mn中间合金块28.7g±0.2g、Al-Be中间合金块8.8g±0.1g、Al-Sr中间合金块3g±0.1g，在装料、熔化过程中，发现镁合金液露出并燃烧时，均匀撒入熔炼剂RJ-2 2g±0.1g，在710℃±5℃温度下，恒温、保温、静置20min±2min，使其熔化，成合金熔液；

精练：

扒去合金熔液表面熔渣，将预热的熔炼勺浸入合金熔液2/3深处，进行搅动，使镁合金熔液在垂直方向产生强烈循环对流，同时不断向镁合金液表面均匀撒入精炼剂XRMJ-5 6g±1g，精炼4min±1min，至液面呈光亮镜面，精练完毕后，扒去液面熔渣，然后升温至760℃±5℃，恒温、保温、静置20min±1min；

降温：

调节温度控制箱，熔液温度由760℃±5℃降至700℃±5℃，此温度为浇铸温度；

在熔炼过程中发生化学反应，反应式如下：

Be+O→BeO

Al+O→Al₂O₃

Mg+O→MgO

Sr+O→SrO

Sr+Be+O→Sr₂Be₉O₁₁

式中：

Be：铍

O：氧

BeO：氧化铍

Al₂O₃：三氧化二铝

Mg；镁

MgO：氧化镁

Sr：锶

SrO：氧化锶

Sr₂Be₉O₁₁：铍锶氧化物

(5)浇铸

①预热模具，将开合式模具置于烘烤箱中进行预热，预热温度200℃±5℃，预热时间为120min±10min；

②将熔炼好的熔液对准模具浇口、滤网进行浇铸，当浇口溢满时，停止浇铸；

(6)冷却

浇铸完成后，将模具及其内的铸件置于自然空气中冷却，冷却至400℃±5℃；

(7)脱模、二次冷却

打开模具，铸锭脱模，将铸锭整体置于干燥的细砂中，使其在自然空气中冷却至20℃±3℃；

(8)切制成型

将冷却后的铸锭进行切制，成镁合金锭；

圆柱形镁合金锭：拉伸试验用：Φ10×60mm阶梯形中间尺寸为Φ6×30mm

矩形镁合金锭：冲击韧性试验用：矩形10×10×60mm

镁合金锭表面粗糙度：Ra0.32-0.64μm

(9)检测、分析

对制备的圆柱形、矩形镁合金锭的力学性能进行检测分析；

用X射线衍射仪分析镁合金铸锭表面氧化膜衍射强度；

用万能试验机进行拉伸试验；

用冲击试验机进行冲击试验；

用布氏硬度计进行硬度试验；

(10)储存包装

对制备的镁合金锭要用软质材料包装、储存于干燥环境，要防水、防潮、防氧化、防酸、盐侵蚀，储存温度20℃±3℃，相对湿度≤20％。

2.根据权利要求1所述的一种添加铍、锶的阻燃镁合金及制备方法，其特征在于：所述的阻燃镁合金的制取，是以镁、铝、锌、镁锰中间合金为原料，以铝铍中间合金、铝锶中间合金为阻燃合金，以铝锶中间合金为力学性能增强合金，以滑石粉、水玻璃、去离子水为熔炼坩埚涂覆剂，以混合物RJ-2为熔炼剂，以混合物XRMJ-5为精炼剂。

3.根据权利要求1所述的一种添加铍、锶的阻燃镁合金及制备方法，其特征在于：所述的阻燃镁合金的熔炼是在竖式电阻熔炼炉中进行的，熔炼温度为710℃±5℃，熔炼时间为20min±2min，精炼温度为710℃±5℃，精练时间为4min±1min，精炼后恒温、保温、静置温度为760℃±5℃，时间为20min±1min，浇铸温度为700℃±5℃，铸锭脱模温度为400℃±5℃。

4.根据权利要求1所述的一种添加铍、锶的阻燃镁合金及制备方法，其特征在于：所述的阻燃镁合金制备过程中的阻燃是以添加铝铍中间合金、铝锶中间合金的形式完成的，力学性能的提高是以添加铝锶中间合金的形式完成的。

5.根据权利要求1所述的一种添加铍、锶的阻燃镁合金及制备方法，其特征在于：所述的阻燃镁合金铸锭的冷却是在干燥的细砂中进行的，在自然空气中冷却至20℃±3℃。

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