CN104264022B - 一种镁合金及其制备方法 - Google Patents

一种镁合金及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104264022B
CN104264022B CN201410519850.2A CN201410519850A CN104264022B CN 104264022 B CN104264022 B CN 104264022B CN 201410519850 A CN201410519850 A CN 201410519850A CN 104264022 B CN104264022 B CN 104264022B
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnesium alloy
magnesium
percentage
time
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410519850.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104264022A (zh
Inventor
许春辉
姬胜国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Yunlun Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
WUDI XIANGSHANG MECHANICAL DESIGN SERVICES Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WUDI XIANGSHANG MECHANICAL DESIGN SERVICES Co Ltd filed Critical WUDI XIANGSHANG MECHANICAL DESIGN SERVICES Co Ltd
Priority to CN201410519850.2A priority Critical patent/CN104264022B/zh
Publication of CN104264022A publication Critical patent/CN104264022A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104264022B publication Critical patent/CN104264022B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C23/00Alloys based on magnesium
    • C22C23/04Alloys based on magnesium with zinc or cadmium as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C23/00Alloys based on magnesium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/06Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明涉及镁合金制备技术领域,更具体地说,涉及一种镁合金,本发明还涉及一种镁合金的制备方法。其组成重量百分比为:铝的重量百分比为1.8%~5.5%,锌的重量百分比为6.5%~9.5%,钙的重量百分比为1.2~7.0%,镉的重量百分比为0.5~3.0%,余量为镁。在钙和金属镉的协同作用下,增加金属锌在镁合金中低温条件下的固溶度,提高镁合金的强度和硬度。合金中不含稀土,在保证低成本的前提下进一步增强了镁合金的强度。

Description

一种镁合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及镁合金制备技术领域,更具体地说,涉及一种镁合金,本发明还涉及一种镁合金的制备方法。
背景技术
镁合金因其高的比强度、比刚度而被公认为是对性能及能耗要求高的行业的优秀备选材料,如航天航空及交通运输业。但由于镁合金密排六方的晶体结构,使得目前镁合金的机械性能和塑性加工能力仍难以满足一些汽车零部件及其它方面应用的需求。
通过向镁中添加其他合金元素并进行适当的热处理和变形可以提高镁合金的强度。目前变形高强镁合金中添加的主要是稀土元素,而且屈服强度超过300MPa的变形稀土镁合金中稀土元素的含量都超过了8wt%,高稀土含量以及稀土元素的高价格限制了变形稀土镁合金的应用,因此要推动镁合金的产业化和应用,必须开发不含稀土元素的高强镁合金。因此,如何在保证低成本的前提下进一步增加镁合金的强度,是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
针对上述技术缺陷,本发明提供了一种镁合金,其能够在保证低成本的前提下,进一步增加镁合金的强度,本发明还提供了该镁合金的一种制备方法。
本发明所述的技术方案是通过以下措施来实现的:
一种镁合金,该镁合金中,铝的重量百分比为1.8%~5.5%,锌的重量百分比为6.5%~9.5%,钙的重量百分比为1.2~7.0%,镉的重量百分比为0.5~3.0%,余量为镁。
一种镁合金的制备方法,用于制备权利要求1所述的镁合金,该方法包括以下步骤:
(1)预热:将镁、铝、锌、钙、镉以及坩锅在干燥箱中烘干预热至200℃~220℃;
(2)熔炼:预热的镁放入坩锅中加热至650℃~720℃溶化,同时通入保护性气体SF6与CO2,气体流量CO2:4-6L/min,SF6:0.04-0.07L/min,当熔炼炉内的温度接近750℃时,再依次加入预热的铝、锌、钙和镉,将温度升高到780℃后,进行第一次保温,保温时间为10min~20min,然后进行第一次搅拌,搅拌时间2min~4min;继续升温至800℃进行第二次保温,保温时间为20min~40min,然后进行第二次搅拌,搅拌时间约为2min~4min;再静置20min~30min;
(3)浇注:当温度降低到700℃时开始进行浇入,模具温度为220℃,浇注成圆铸淀在空气中自然冷却;
(4)固溶处理:对铸锭进行挤压处理,得到镁合金的棒材。棒材在400℃~450℃的环境中保温2h~3h,460℃~520℃的环境中保温12h~24h,然后将棒材放入到室温的水中进行淬火;
(5)时效处理:合金固溶处理后,分别在120℃~180℃的温度条件下进行时效处理,时效时间为24h~48h。
优选地,在步骤(2)中,向所述坩埚内先后加入的镁、铝、锌、钙和镉分别为纯镁金属、纯铝金属、纯锌金属、纯钙和纯镉金属。
优选地,在步骤(4)和步骤(5)中对铸锭和棒材分别进行保温的设备为马弗炉。
本发明高强度镁合金的有益效果在于:
(1)钙和镉协同作用在细化镁合金的晶粒同时还可以防止镁合金熔体的氧化,由于钙原子的加入,聚集在位错线上的溶质原子密度增加,阻碍了位错的“弓出”运动;改善了合金的固溶和时效行为,时效析出过程变慢,抑制了合金的再结晶过程,使合金的强度和硬度提高;
(2)在钙和镉协同作用下,增加锌在镁合金中低温条件下的固溶度;
(3)Zn和Mg会形成MgZn(稳定相)和MgZnz等中间相(亚稳相)。合金在时效过程中能析出弥散的MgZn及其MgZn2中间相,起着弥散强化的作用,因而镁合金有较好的时效硬化效果,提高镁合金的强度和硬度;
(4)镁合金中不含稀土,在保证低成本的前提下进一步增强了镁合金的强度。
具体实施方式
本发明所用的干燥箱为101-3型干燥箱,熔炼炉为SG-9-10型电阻坩锅炉,不锈钢坩锅尺寸为Φ147x250mm,浇注模具尺寸为Φ63x135mm。力学性能测试按照GB/T 4338-2006标准进行,力学性能测试仪器为东莞正邦检测设备有限公司产BA-100C-5型万能材料力学性能测试仪。
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。
实施例1
一种镁合金,该镁合金中,铝的重量百分比为1.8%,锌的重量百分比为6.5%,钙的重量百分比为1.2%,镉的重量百分比为0.5%,余量为镁。
一种镁合金的制备方法,用于制备权利要求1所述的镁合金,该方法包括以下步骤:
(1)预热:将纯金属镁、纯金属铝、纯金属锌、纯钙、纯金属镉以及坩锅在干燥箱中烘干预热至200℃;
(2)熔炼:预热的镁放入坩锅中加热至650℃溶化,同时通入保护性气体SF6与CO2,气体流量CO2:4L/min,SF6:0.04L/min,当熔炼炉内的温度接近750℃时,再依次加入预热的纯金属铝、纯金属锌、纯钙和纯金属镉,将温度升高到780℃后,进行第一次保温,保温时间为10min,然后进行第一次搅拌,搅拌时间2min;继续升温至800℃进行第二次保温,保温时间为20min,然后进行第二次搅拌,搅拌时间约为2min;再静置20min;
(3)浇注:当温度降低到700℃时开始进行浇入,模具温度为220℃,浇注成圆铸淀在空气中自然冷却;
(4)固溶处理:对铸锭进行挤压处理,得到镁合金的棒材。棒材在400℃的马弗炉中保温2h,460℃的环境中保温12h,然后将棒材放入到室温的水中进行淬火;
(5)时效处理:合金固溶处理后,分别在马弗炉中120℃的温度条件下进行时效处理,时效时间为24h。
通过力学性能测试得出,该镁合金的屈服强度为374MPa,抗拉强度为386MPa,延伸率4.8%。
实施例2
一种镁合金,该镁合金中,铝的重量百分比为5.5%,锌的重量百分比为9.5%,钙的重量百分比为7.0%,镉的重量百分比为3.0%,余量为镁。
一种镁合金的制备方法,用于制备权利要求1所述的镁合金,该方法包括以下步骤:
(1)预热:将镁、铝、锌、钙、镉以及坩锅在干燥箱中烘干预热至220℃;
(2)熔炼:预热的镁放入坩锅中加热至720℃溶化,同时通入保护性气体SF6与CO2,气体流量CO2:6L/min,SF6:0.07L/min,当熔炼炉内的温度接近750℃时,再依次加入预热的铝、锌、钙和镉,将温度升高到780℃后,进行第一次保温,保温时间为20min,然后进行第一次搅拌,搅拌时间4min;继续升温至800℃进行第二次保温,保温时间为40min,然后进行第二次搅拌,搅拌时间约为4min;再静置30min;
(3)浇注:当温度降低到700℃时开始进行浇入,模具温度为220℃,浇注成圆铸淀在空气中自然冷却;
(4)固溶处理:对铸锭进行挤压处理,得到镁合金的棒材。棒材在450℃的环境中保温3h,520℃的环境中保温24h,然后将棒材放入到室温的水中进行淬火;
(5)时效处理:合金固溶处理后,分别在180℃的温度条件下进行时效处理,时效时间为48h。
通过力学性能测试得出,该镁合金的屈服强度为304MPa,抗拉强度为376MPa,延伸率3.5%。
实施例3
一种镁合金,该镁合金中,铝的重量百分比为3.8%,锌的重量百分比为7.5%,钙的重量百分比为3.0%,镉的重量百分比为2.0%,余量为镁。
一种镁合金的制备方法,用于制备权利要求1所述的镁合金,该方法包括以下步骤:
(1)预热:将镁、铝、锌、钙、镉以及坩锅在干燥箱中烘干预热至210℃;
(2)熔炼:预热的镁放入坩锅中加热至700℃溶化,同时通入保护性气体SF6与CO2,气体流量CO2:5L/min,SF6:0.05L/min,当熔炼炉内的温度接近750℃时,再依次加入预热的铝、锌、钙和镉,将温度升高到780℃后,进行第一次保温,保温时间为15min,然后进行第一次搅拌,搅拌时间3min;继续升温至800℃进行第二次保温,保温时间为30min,然后进行第二次搅拌,搅拌时间约为3min;再静置25min;
(3)浇注:当温度降低到700℃时开始进行浇入,模具温度为220℃,浇注成圆铸淀在空气中自然冷却;
(4)固溶处理:对铸锭进行挤压处理,得到镁合金的棒材。棒材在430℃的环境中保温2.5h,490℃的环境中保温16h,然后将棒材放入到室温的水中进行淬火;
(5)时效处理:合金固溶处理后,分别在140℃的温度条件下进行时效处理,时效时间为36h。
通过力学性能测试得出,该镁合金的屈服强度405MPa,抗拉强度为346MPa,延伸率7.8%。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种镁合金,其特征在于,该镁合金中,铝的重量百分比为1.8%~5.5%,锌的重量百分比为6.5%~9.5%,钙的重量百分比为1.2~7.0%,镉的重量百分比为0.5~3.0%,余量为镁。
2.一种镁合金的制备方法,其特征在于,用于制备权利要求1所述的镁合金,该方法包括以下步骤:
(1)预热:将镁、铝、锌、钙、镉以及坩锅在干燥箱中烘干预热至200℃~220℃;
(2)熔炼:预热的镁放入坩锅中加热至650℃~720℃熔化,同时通入保护性气体SF6与CO2,气体流量CO2:4-6L/min,SF6:0.04-0.07L/min,当熔炼炉内的温度接近750℃时,再依次加入预热的铝、锌、钙和镉,将温度升高到780℃后,进行第一次保温,保温时间为10min~20min,然后进行第一次搅拌,搅拌时间2min~4min;继续升温至800℃进行第二次保温,保温时间为20min~40min,然后进行第二次搅拌,搅拌时间约为2min~4min;再静置20min~30min;
(3)浇注:当温度降低到700℃时开始进行浇入,模具温度为220℃,浇注成圆铸淀在空气中自然冷却;
(4)固熔处理:对铸锭进行挤压处理,得到镁合金的棒材;
棒材在400℃~450℃的环境中保温2h~3h,460℃~520℃的环境中保温12h~24h,然后将棒材放入到室温的水中进行淬火;
(5)时效处理:合金固熔处理后,分别在120℃~180℃的温度条件下进行时效处理,时效时间为24h~48h。
3.根据权利要求2所述的镁合金的制备方法,其特征在于,在步骤(2)中,向所述坩埚内先后加入的镁、铝、锌、钙和镉分别为纯镁金属、纯铝金属、纯锌金属、纯钙和纯镉金属。
4.根据权利要求2所述的镁合金的制备方法,其特征在于,在步骤(4)和步骤(5)中对铸锭和棒材分别进行保温的设备为马弗炉。
CN201410519850.2A 2014-10-01 2014-10-01 一种镁合金及其制备方法 Active CN104264022B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410519850.2A CN104264022B (zh) 2014-10-01 2014-10-01 一种镁合金及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410519850.2A CN104264022B (zh) 2014-10-01 2014-10-01 一种镁合金及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104264022A CN104264022A (zh) 2015-01-07
CN104264022B true CN104264022B (zh) 2016-08-10

Family

ID=52155594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410519850.2A Active CN104264022B (zh) 2014-10-01 2014-10-01 一种镁合金及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104264022B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111455244B (zh) * 2020-04-24 2021-07-20 山西恒镁新材料科技有限公司 一种镁合金

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB649132A (en) * 1942-07-10 1951-01-17 Aluminum Co Of America Improvements in or relating to the treatment of molten magnesium and magnesium base alloys
JPH08134581A (ja) * 1994-11-14 1996-05-28 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd マグネシウム合金の製造方法
CA2572002A1 (en) * 2004-06-24 2006-01-05 Cast Centre Pty Ltd Die cast magnesium alloy

Also Published As

Publication number Publication date
CN104264022A (zh) 2015-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105803274B (zh) 一种太阳能光伏用铝合金及其制备方法
CN103255327B (zh) 一种Al-Zn-Mg-Cu-Mn-Zr-Er合金及制备工艺
CN101532106B (zh) 一种耐热铸造稀土镁合金
CN103146973B (zh) 一种耐高温稀土镁合金
CN105714168A (zh) 一种高屈服强度镁合金及其制备方法
CN103866167B (zh) 一种铝合金板材的制备方法
CN105568090B (zh) 耐氯离子腐蚀型铝合金油管用铝合金及其管材制造方法
CN104046869B (zh) 一种镁锂硅合金的制备方法
CN107164665B (zh) 高韧性耐蚀铝合金型材及其制备工艺
CN110846599A (zh) 一种提高800MPa级铝合金腐蚀性能的热处理方法
WO2017215104A1 (zh) 一种超高强度非快速凝固铝合金及其制备方法
CN104532067A (zh) 一种非热处理型中强度铝合金导体材料及其制备方法
CN109797328B (zh) 一种中高强耐损伤铝锂合金材料及其制备方法和应用
CN103131925B (zh) 一种高强耐热复合稀土镁合金
CN105154736B (zh) 一种耐热铸造镁合金及其制备方法
CN105369077A (zh) 一种铝合金导体材料及其制备方法
CN105177395A (zh) 一种镍铜合金的制造工艺
CN105039816A (zh) 一种低成本高强耐热镁合金及其制备方法
CN104264022B (zh) 一种镁合金及其制备方法
CN106048352A (zh) 一种高导热耐腐蚀多元镁合金及其制备方法
CN104099507A (zh) 高强度、高韧性稀土镁合金
CN107502799A (zh) 一种具有极高热导率单相α镁锂合金及其加工工艺
CN107267829A (zh) 一种含稀土高强镁合金及其制备方法
CN103774019A (zh) 一种高温强度稳定的耐热镁合金
CN110669968A (zh) 一种耐热稀土铝合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Xu Chunhui

Inventor after: Ji Shengguo

Inventor before: Ji Shengguo

COR Change of bibliographic data
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20191220

Address after: Room 103, No. 108, Mingzhu Avenue, yonganzhou Town, Gaogang District, Taizhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Lin Sisi

Address before: 251900 Shandong city of Binzhou province Wudi County Di State Street Chaoyang District building 35 unit 401 room

Patentee before: WUDI XIANGSHANG MECHANICAL DESIGN SERVICES CO., LTD.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201102

Address after: 537100 Second Floor, No. 4 Fuji New Town, Jingang Avenue, Gangbei District, Guigang City, Guangxi Zhuang Autonomous Region

Patentee after: GUIGANG RUICHENG TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: Room 103, No. 108, Mingzhu Avenue, yonganzhou Town, Gaogang District, Taizhou City, Jiangsu Province

Patentee before: Lin Sisi

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210324

Address after: No. 126, North Australia Road, Ningxiang high tech Industrial Park, Changsha, Hunan 410000

Patentee after: Hunan Yunlun Technology Co.,Ltd.

Address before: 537100 second floor, No.4, Fuji new town, Guicheng Town, Gangbei District, Guigang City, Guangxi Zhuang Autonomous Region

Patentee before: GUIGANG RUICHENG TECHNOLOGY Co.,Ltd.