CN105779836B - 一种耐腐蚀的镁合金及其制备方法 - Google Patents

一种耐腐蚀的镁合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种耐腐蚀的镁合金及其制作工艺，属于材料技术领域，该镁合金含有以下元素(以重量百分数记)：1‑1.2％的稀土元素，1‑2.5％的Al，0.8‑1.5％的Mn，0.01‑0.03％的V，0.001‑0.01％的Fe，0.001‑0.01％的Cu，0.001‑0.01％的Ni，0.001‑0.01％Sb，0.001‑0.01％的Sn，0.1‑0.5％的Ca，其余为Mg，制作工艺为在惰性气体保护下熔炼、浇筑。本发明提供的镁合金显示出良好的综合机械性能，能够加工成具有各种形状和厚薄的结构元件。同时，合理的元素选择和配比，使得镁合金具有较好的耐腐蚀性能，能满足多种使用环境的要求。

Description

一种耐腐蚀的镁合金及其制备方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，尤其涉及一种耐腐蚀的镁合金及其制备方法。
背景技术
镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小(1.8g/cm3镁合金左右)，比强度高，比弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，质量轻，它的密度只有1.78g/cm3，约为钢的2/9，铝的2/3，是迄今具有工程应用价值的最轻金属材料。而且，镁合金具有较高的比强度和比刚度、更好的减震性能以及更强的抗辐射能力等一系列优点，是电子产品的优选材料。常规的电子产品的结构件，需要镁合金具有较好的耐腐蚀性能，以满足器件加工以及使用要求。因此，迫切需要一种既具有优良的机械性能，又具有高导热系数，同时具有良好耐腐蚀性的镁合金，以便满足电子产品发展的需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种耐腐蚀的镁合金及其制备方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种耐腐蚀的镁合金，以该镁合金的总量为基准，以重量百分比计，该镁合金含有以下元素：1-1.2％的稀土元素，1-2.5％的Al，0.8-1.5％的Mn，0.01-0.03％的V，0.001-0.01％的Fe，0.001-0.01％的Cu，0.001-0.01％的Ni，0.001-0.01％Sb，0.001-0.01％的Sn，0.1-0.5％的Ca，其余为Mg。
进一步的，以该镁合金的总量为基准，以重量百分比计，该镁合金含有以下元素：1.1％的稀土元素，1.8％的Al，1.2％的Mn，0.02％的V，0.005％的Fe，0.003％的Cu，0.006％的Ni，0.003％Sb，0.0051％的Sn，0.3％的Ca，其余为Mg。
进一步的，所述的稀土元素为Y、La、Ce、Pr按照3:1:5:1的比例混合而成。
同时，本发明还提供了一种耐腐蚀的镁合金的制备方法，其特征在于：该方法包括将镁合金原料进行熔炼，并将熔炼得到的合金液进行浇铸，冷却后得到镁合金，其中，所述镁合金原料的组成使得得到的镁合金为权利要求1-3中任意一项所述的镁合金。
进一步的，所述的熔炼的温度为720-740℃，熔炼时间为40～50min。
进一步的，在熔炼过程中用惰性气体进行保护。
进一步的，所述的惰性气体为氩气。
进一步的，熔炼过程中用惰性气体的流量为22～30L/h。
本发明的有益效果在于：本发明提供的镁合金显示出良好的综合机械性能，能够加工成具有各种形状和厚薄的结构元件。同时，合理的元素选择和配比，使得镁合金具有较好的耐腐蚀性能，能满足多种使用环境的要求。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
实施例一
本发明提供的一种耐腐蚀的镁合金，以该镁合金的总量为基准，以重量百分比计，该镁合金含有以下元素：1.2％的稀土元素，2.5％的Al，1.5％的Mn，0.01％的V，0.001％的Fe，0.001％的Cu，0.001％的Ni，0.001％Sb，0.001％的Sn，0.1％的Ca，其余为Mg。其制作工艺为：该方法包括将镁合金原料进行熔炼，熔炼的温度为720℃，熔炼时间为40min；并将熔炼得到的合金液进行浇铸，冷却后得到镁合金。在熔炼时，为了避免被氧化，使用惰性气体进行保护，惰性气体的流量为22～L/h；本发明人优选惰性气体为氩气。
本发明的镁合金含有稀土元素。稀土元素可以增大镁合金中的合金结晶温度的间隔，因此可以显著改善镁合金的铸造性能，同时，稀土元素在镁合金中具有较大的固溶度，而且随着熔炼后温度的降低，可以析出强化相。因此，稀土元素的加入可以提高镁合金的屈服强度和铸造特性，适量的稀土元素还可以改善镁合金的耐腐蚀性能。所述稀土元素可以为Y、Sc、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb中的至少一种，本发明的发明人在研究过程中发现，稀土元素为Y、La、Ce、Pr按照3:1:5:1的比例混合而成，适量稀土元素的存在能获得更好的耐腐蚀性能，同时具有铸造性能和固溶强化性能，并且对镁合金的导热性能没有明显不利影响。同时发明人在研究过程中发现稀土元素、Al、Mn、V、Fe、Ni、Sb、Sn、Ca和Mg按照上述比例混合进行熔炼时，进一步提高镁合金的导热性能和耐腐蚀性能。
通过对制备的镁合金进行导热系数测试试验和耐腐蚀性能测试试验，测试结果表明导热系数达到100W/(m·K)以上，和良好耐腐蚀性能。
实施例二
本发明提供的一种耐腐蚀的镁合金，以该镁合金的总量为基准，以重量百分比计，该镁合金含有以下元素：1％的稀土元素，1％的Al，0.8％的Mn，0.03％的V，0.01％的Fe，0.01％的Cu，0.01％的Ni，0.01％Sb0.01％的Sn，00.5％的Ca，其余为Mg。其制作工艺为：该方法包括将镁合金原料进行熔炼，熔炼的温度为740℃，熔炼时间为50min；并将熔炼得到的合金液进行浇铸，冷却后得到镁合金。在熔炼时，为了避免被氧化，使用惰性气体进行保护，惰性气体的流量为30L/h；本发明人优选惰性气体为氩气。
本发明的镁合金含有稀土元素。稀土元素可以增大镁合金中的合金结晶温度的间隔，因此可以显著改善镁合金的铸造性能，同时，稀土元素在镁合金中具有较大的固溶度，而且随着熔炼后温度的降低，可以析出强化相。因此，稀土元素的加入可以提高镁合金的屈服强度和铸造特性，适量的稀土元素还可以改善镁合金的耐腐蚀性能。所述稀土元素可以为Y、Sc、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb中的至少一种，本发明的发明人在研究过程中发现，稀土元素为Y、La、Ce、Pr按照3:1:5:1的比例混合而成，适量稀土元素的存在能获得更好的耐腐蚀性能，同时具有铸造性能和固溶强化性能，并且对镁合金的导热性能没有明显不利影响。同时发明人在研究过程中发现稀土元素、Al、Mn、V、Fe、Ni、Sb、Sn、Ca和Mg按照上述比例混合进行熔炼时，进一步提高镁合金的导热性能和耐腐蚀性能。
通过对制备的镁合金进行导热系数测试试验和耐腐蚀性能测试试验，测试结果表明导热系数达到100W/(m·K)以上，和良好耐腐蚀性能。
实施例三
本发明提供的一种耐腐蚀的镁合金，以该镁合金的总量为基准，以重量百分比计，该镁合金含有以下元素：1.1％的稀土元素，1.8％的Al，1.2％的Mn，0.02％的V，0.005％的Fe，0.003％的Cu，0.006％的Ni，0.003％Sb，0.0051％的Sn，0.3％的Ca，其余为Mg。其制作工艺为：该方法包括将镁合金原料进行熔炼，熔炼的温度为730℃，熔炼时间为45min；并将熔炼得到的合金液进行浇铸，冷却后得到镁合金。在熔炼时，为了避免被氧化，使用惰性气体进行保护，惰性气体的流量为25L/h；本发明人优选惰性气体为氩气。
本发明的镁合金含有稀土元素。稀土元素可以增大镁合金中的合金结晶温度的间隔，因此可以显著改善镁合金的铸造性能，同时，稀土元素在镁合金中具有较大的固溶度，而且随着熔炼后温度的降低，可以析出强化相。因此，稀土元素的加入可以提高镁合金的屈服强度和铸造特性，适量的稀土元素还可以改善镁合金的耐腐蚀性能。所述稀土元素可以为Y、Sc、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb中的至少一种，本发明的发明人在研究过程中发现，稀土元素为Y、La、Ce、Pr按照3:1:5:1的比例混合而成，适量稀土元素的存在能获得更好的耐腐蚀性能，同时具有铸造性能和固溶强化性能，并且对镁合金的导热性能没有明显不利影响。同时发明人在研究过程中发现稀土元素、Al、Mn、V、Fe、Ni、Sb、Sn、Ca和Mg按照上述比例混合进行熔炼时，进一步提高镁合金的导热性能和耐腐蚀性能。
通过对制备的镁合金进行导热系数测试试验和耐腐蚀性能测试试验，测试结果表明导热系数达到103W/(m·K)以上，和良好耐腐蚀性能。

Claims (7)

1.一种耐腐蚀的镁合金，其特征在于：以该镁合金的总量为基准，以重量百分比计，该镁合金含有以下元素：1-1.2％的稀土元素，1-2.5％的Al，0.8-1.5％的Mn，0.01-0.03％的V，0.001-0.01％的Fe，0.001-0.01％的Cu，0.001-0.01％的Ni，0.001-0.01％Sb，0.001-0.01％的Sn，0.1-0.5％的Ca，其余为Mg；
所述的稀土元素为Y、La、Ce、Pr按照3:1:5:1的比例混合而成。
2.如权利要求1所述的耐腐蚀的镁合金，其特征在于：以该镁合金的总量为基准，以重量百分比计，该镁合金含有以下元素：1.1％的稀土元素，1.8％的Al，1.2％的Mn，0.02％的V，0.005％的Fe，0.003％的Cu，0.006％的Ni，0.003％Sb，0.0051％的Sn，0.3％的Ca，其余为Mg。
3.一种如权利要求1～2任一所述的耐腐蚀的镁合金的制备方法，其特征在于：该方法包括将镁合金原料进行熔炼，并将熔炼得到的合金液进行浇铸，冷却后得到镁合金，其中，所述镁合金原料的组成使得得到的镁合金为权利要求1-2中任意一项所述的镁合金。
4.如权利要求3所述的耐腐蚀的镁合金的制备方法，其特征在于：所述的熔炼的温度为720-740℃，熔炼时间为40～50min。
5.如权利要求3所述的耐腐蚀的镁合金制备方法，其特征在于：在熔炼过程中用惰性气体进行保护。
6.如权利要求5所述的耐腐蚀的镁合金的制备方法，其特征在于：所述的惰性气体为氩气。
7.如权利要求5所述的耐腐蚀的镁合金的制备方法，其特征在于：熔炼过程中用惰性气体的流量为22～30L/h。
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