CN105838950A - 镁合金 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种镁合金。其包括镁(Mg)、6-12wt％(重量百分比)的锂(Li)以及1-10wt％的铝(Al)。此种镁合金的固相线与液相线之间的温度范围≥50℃。

Description

镁合金

技术领域

本发明涉及一种合金，且特别涉及一种镁合金。

背景技术

半固态金属铸造是铸造技术的一种。相较于传统的铸造技术而言，通过半固态金属铸造可获得较小的晶粒及较佳的机械性质。半固态金属铸造的先决条件在于，所使用的金属/合金的固相线与液相线之间的温度范围要大，也即，从开始熔解到完全熔解(固、液相共存区)的温度区间要大，以利于铸造温度的控制。如此一来，可获得具有复杂形状及良好机械性质的铸件。

镁合金因其轻质的特性而被广泛应用。在镁合金中，镁锂(Mg-Li)合金是最轻的，例如LZ91(Mg-9％Li-1％Zn)的比重仅约1.5，远比目前商用镁合金AZ91(Mg-9％Al-1％Zn)的1.81低很多。然而，其固相线与液相线之间的温度范围不大。举例来说，镁-6wt％(重量百分比)锂的合金的固相线液相线间温度范围只有4℃。这样的合金并不适合用于半固态金属铸造加工。

发明内容

本发明涉及一种镁合金，通过添加多种元素，扩大固相线与液相线之间的温度范围，适用于半固态金属铸造加工。并且，此种镁合金还具有轻质的特性。

根据本发明的一些实施例，所述镁合金包括镁(Mg)、6-12wt％的锂(Li)以及1-10wt％的铝(Al)。其中镁合金的固相线与液相线之间的温度范围≥50℃。

根据本发明的一些实施例，所述镁合金包括镁(Mg)、6-12wt％的锂(Li)、1-10wt％的铝(Al)、0.2-3wt％的锌(Zn)、≤0.3wt％的锰(Mn)、≤0.2wt％的硅(Si)、≤1.0wt％的钙(Ca)以及≤1.0wt％的锡(Sn)。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为本发明一实施例的差热分析仪(DSC)曲线图(SDT Q600 V20.9Build 20)。

图2为本发明一实施例的DSC曲线图。

图3为本发明实施例及比较例的特性整理图。

实施方式

本发明涉及一种镁合金，通过添加多种元素，可调整固相线与液相线之间的温度范围。此种镁合金包括镁(Mg)、6-12wt％的锂(Li)以及1-10wt％的铝(Al)，其固相线与液相线之间的温度范围≥50℃。由于具有较大的固相线及液相线间温度范围，所述的镁合金适合用于半固态金属铸造加工。在更佳的实施例中，其固相线与液相线之间的温度范围≥95℃。另外，在一些实施例中，所述镁合金具有小于1.65的比重(specific gravity)。一般来说，金属铸件的密度越小，其比强度(强度及密度之比)将越大，举例来说，适合应用于移动装置。

在所述镁合金中，镁为主要成分。也即，除了所述的其他成分的比例外，剩余的比例都为镁。镁为主成分，使得镁合金整体具有轻质的特性。锂的添加可降低镁合金的密度至小于1.65g/cm³，但会减小镁合金固相线与液相线之间的温度范围。一般来说，添加1wt％的锂，液相线会下降约10℃，而固相线仅下降约5℃，因此减小镁合金固相线与液相液相之间的温度范围。铝的添加可扩大镁合金固相线与液相液相之间的温度范围，但合金密度会稍增加。一般来说，添加1wt％的铝，液相线会下降约2℃，但固相线可下降约10℃，因此扩大镁合金固相线与液相线之间的温度范围。通过调整锂及铝的比例，可同时得到大的固相线与液相线间温度范围及小的比重。

在所述镁合金中更可添加其他成分。例如可添加锌(Zn)，这样可改善耐腐蚀性，并降低合金熔点。可添加少量锰(Mn)，这样有助于合金的强度和耐腐蚀性。可添加少量硅(Si)，这样有助于合金的强度，并且，由于在凝固过程中镁硅化合物的形成会放出热量，因此可改善铸造特性。可添加少量钙(Ca)，其有助于在半固态金属铸造过程中防止燃烧。可添加少量锡(Sn)，其有助于合金的高温强度。具体来说，所述镁合金可还包括0.2-3wt％的锌、≤0.3wt％的锰、≤0.2wt％的硅、≤1.0wt％的钙以及≤1.0wt％的锡。

以下举几个实施例和比较例来详细说明本发明的效果。这些实施例和比较例都为镁-(X wt％)锂-(Y wt％)铝-1wt％锌的合金，各实施例及比较例的X、Y值列于表1。

表1

	X(wt％)	Y(wt％)
			比较例1	6	0
比较例2	7	0
			比较例3	8	0
比较例4	9	0
			比较例5	10	0
比较例6	12	0
			实施例1	8	1
实施例2	9	1
			实施例3	6	6
实施例4	7	6
			实施例5	6	7
实施例6	7	7
			实施例7	6	8
实施例8	8	8

图1为实施例4的DSC曲线图，图2为实施例5的DSC曲线图。从图1和2可看出二者的固相线与液相线之间的温度范围≥50℃。实施例5的固相线与液相线之间的温度范围甚至大于95℃。各实施例和比较例的比重及固相线与液相液相间温度范围示于图3的方块061～0101、0121、181、191、661、671、761、771、861及881。相较于比较例而言，本发明的实施例可得到较大的固相线及液相线间温度范围。另外，本发明实施例的比重小于1.65，低于一般镁合金的比重1.8。

总而言之，本发明通过调整添加的多种元素种类及各种类的添加量，可得到固相线与液相线之间温度范围大的镁合金，其适用于半固态金属铸造加工。并且，此种镁合金还具有轻质的特性，例如可适用于移动装置。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有公知常识的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可作各种的更改和修饰。因此，本发明的保护范围应当根据后附的权利要求所界定的范围为准。

符号说明

061、071、081、091、0101、0121、181、191、661、671、761、771、861、881：方块。

Claims (7)

1.一种镁合金，包括：

镁(Mg)；

6-12wt％(重量百分比)的锂(Li)；以及

1-10wt％的铝(Al)；

其中该镁合金的固相线与液相线之间的温度范围≥50℃。

2.如权利要求1所述的镁合金，其中该温度范围≥95℃。

3.如权利要求1所述的镁合金，还包括：

0.2-3wt％的锌(Zn)；

≤0.3wt％的锰(Mn)；

≤0.2wt％的硅(Si)；

≤1.0wt％的钙(Ca)；以及

≤1.0wt％的锡(Sn)。

4.如权利要求1所述的镁合金，具有小于1.65的比重(specific gravity)。

5.一种镁合金，包括：

镁(Mg)；

6-12wt％的锂(Li)；

1-10wt％的铝(Al)；

0.2-3wt％的锌(Zn)；

≤0.3wt％的锰(Mn)；

≤0.2wt％的硅(Si)；

≤1.0wt％的钙(Ca)；以及

≤1.0wt％的锡(Sn)。

6.如权利要求5所述的镁合金，其中固相线与液相线之间的温度范围≥95℃。

7.如权利要求1所述的镁合金，具有小于1.65的比重(specific gravity)。