CN107541629A - 一种增强型镁合金的制备方法 - Google Patents
一种增强型镁合金的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107541629A CN107541629A CN201710774535.8A CN201710774535A CN107541629A CN 107541629 A CN107541629 A CN 107541629A CN 201710774535 A CN201710774535 A CN 201710774535A CN 107541629 A CN107541629 A CN 107541629A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- intermediate alloys
- alloy
- magnesium alloy
- pure
- ingots
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种增强型镁合金的制备方法，属于镁合金领域；技术方案为原料处理后，将纯Mg锭放入熔炼炉，升至700‑720℃，待纯镁锭完全熔化后，加入纯Al锭继续升温并保温，按照顺序依次加入Mg‑Zn‑Ti中间合金、Al‑Sr中间合金、Al‑Zn中间合金、Al‑Ti中间合金、Mg‑Sr中间合金、Al‑W中间合金、Mg‑Li中间合金，每加入一种中间合金保温5‑10min，加入预处理过的改性碳酸钙，处理后在经过浇铸和热挤压成型得镁合金成品；本发明制得的镁合金材料强度和拉伸率都明显提高，其抗拉强度为439‑470MPa、断后伸长率为5.4‑8.5％。
Description
技术领域
本发明属于镁合金领域，更具体地说，本发明涉及一种增强型镁合金的制备方法。
背景技术
镁合金是现代金属结构材料中最轻的一种，密度约为1.8g/cm3，约是钢的1/4，铝的2/3。镁合金的优点是密度小，比强度、比刚度高，减震性好，具有质轻坚固、抗震防噪、电磁屏蔽和易铸造成型等许多优良性能，切削加工性能和电磁屏蔽能力，被广泛的应用天汽车制造业、航空、航天、光学仪器制造和国防等领域。因而镁基材料被认为是最具开发和应用潜力的“绿色材料”，开发利用前景广阔。
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。然而在解决镁合金轻质的同时，其强度和抗拉性会相应降低，由于镁合金绝对强度低，室温变形能力较差，易氧化燃烧、易腐蚀等缺陷，限制了其作为结构材料的广泛应用，目前镁合金的应用远不如铝合金广泛。现有的镁合金材料室温下其抗拉强度为150MPa 左右、断后伸长率为3-8％，材料减薄后难以满足手机壳的变薄拉伸冲制成型要求；现有的制造方法制备的合金晶粒粗大且组织不均匀。因此，提高镁合金强度使其具有良好的综合性能，是新型镁合金开发的热点，同时高强度镁合金开发对拓展镁合金的应用领域具有重要意义。
发明内容
本发明克服现有技术的不足，目的是提供一种增强型镁合金的制备方法，所要解决现有的镁合金材料抗拉强度低、断后伸长率高、材料变薄拉伸冲制成型要求、以及组织不均匀的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：提供一种增强型镁合金的制备方法：所述镁合金按质量百分比由下列组份构成：Al为2.2-4.9%、Zn为1.2-5.6%、Ti为3-8.8%、Li为3.1-5.9%，Sr 为0.1-1%，W为0.5-2%，改性碳酸钙0.5-2%，不可避免的杂质≤0.1%，余量为Mg，所述制备方法按如下步骤进行：
a）原料准备：按照重量百分比含量进行原料准备，所述原料为纯Mg 锭、Mg-Sr中间合金、纯Al 锭、Al-W 中间合金、Mg-Zn-Ti 中间合金、Mg-Li中间合金、Al-Sr中间合金、Al- Zn中间合金、Al- Ti中间合金；将上述原料在230-330℃下烘干；
b）改性碳酸钙预处理：以改性碳酸钙与75%乙醇的质量比为1:3-4充分混合搅拌，再加入混合物质量50%的CMC充分搅拌，混合均匀后，将混合物置于烘箱中烘烤，干燥，烘烤温度为90-110℃；
c）熔炼：将纯Mg 锭放入熔炼炉，开启熔炼炉加热器使温度逐渐升至700-720℃，待纯镁锭完全熔化后，加入纯Al 锭继续升温至760℃，保温5-10min，按照顺序依次加入Mg-Zn-Ti中间合金、Al-Sr中间合金、Al- Zn中间合金、Al- Ti中间合金、Mg-Sr中间合金、Al-W 中间合金、Mg-Li中间合金，每加入一种中间合金保温5-10min，待所有原料完全熔化后，降温至600-620℃，加入预处理过的改性碳酸钙，再进行搅拌，使其混合均匀，经除气、精炼、扒渣后转入静置炉，静置15-30min，得镁合金液；继续降温至350-400℃保温2h；
d）浇铸：将镁合金液加热到420-450℃，同时将模具预热，再将合金液浇铸到预热的不锈钢模具中，浇铸温度为400-420℃，浇铸完成后，使铸锭在空气中自然冷却至30-40℃，得合金锭；
e）热挤压：将圆筒形热挤压模具进行预热，再将合金锭放入热挤压模具中并在压力机上进行挤压，完成后自然冷却，得到成品。
所述的熔炼过程也可用以下步骤来代替：将纯Mg 锭和纯Al 锭放入熔炼炉，开启熔炼炉加热器使温度逐渐升至760℃，待完全熔化后，按照顺序依次加入Mg-Zn-Ti 中间合金、Al-Sr中间合金、Al-Zn中间合金、Al-Ti中间合金、Mg-Sr中间合金、Al-W 中间合金、Mg-Li中间合金，每加入一种中间合金保温5min，待所有原料完全熔化后，降温至620℃，加入预处理过的改性碳酸钙，再进行搅拌，使其混合均匀，经除气、精炼、扒渣后转入静置炉，静置30min，得镁合金液；继续降温至350-400℃保温2h。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：本发明根据中间合金的性能和作用，采用分步加入分阶段熔炼的过程，通过不同中间合金溶化结合的先后，使制得的镁合金内部性能更加稳定，同时，保证了镁合金的强度和拉伸率，经测试，本发明制得的镁合金材料其抗拉强度为439-470MPa、断后伸长率为5.4-8.5％，能材料变薄拉伸冲制成型要求，加入的改性碳酸钙起到优化合金形成环境的作用，使镁合金带材成品晶粒组织均匀、不存在粗大且不均匀的第二相粒子，使镁合金的强度、塑性和深冲性能增强。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
实施例1
一种高强抗拉性镁合金材料由Mg、Al、Zn、Ti、Li、Sr、W组成，各组分重量占比为：Al为2.2%、Zn为1.2%、Ti为3%、Li为3.1%，Sr 为0.1%，W为0.5%，改性碳酸钙0.5%，不可避免的杂质≤0 .1%，余量为Mg。
所述制备方法按如下步骤进行：
a）原料准备：按照重量百分比含量进行原料准备，原料为纯Mg 锭、Mg-Sr中间合金、纯Al 锭、Al-W 中间合金、Mg-Zn-Ti 中间合金、Mg-Li中间合金、Al-Sr中间合金、Al- Zn中间合金、Al- Ti中间合金；将上述原料在230℃下烘干；
b）改性碳酸钙预处理：以改性碳酸钙与75%乙醇的质量比为1:3充分混合搅拌，再加入混合物质量50%的CMC充分搅拌，混合均匀后，将混合物置于烘箱中烘烤，干燥，烘烤温度为90℃；
c）熔炼：将纯Mg 锭放入熔炼炉，开启熔炼炉加热器使温度逐渐升至700℃，待纯镁锭完全熔化后，加入纯Al 锭继续升温至760℃，保温5min，按照顺序依次加入Mg-Zn-Ti 中间合金、Al-Sr中间合金、Al- Zn中间合金、Al- Ti中间合金、Mg-Sr中间合金、Al-W 中间合金、Mg-Li中间合金，每加入一种中间合金保温5min，待所有原料完全熔化后，降温至600℃，加入预处理过的改性碳酸钙，再进行搅拌，使其混合均匀，经除气、精炼、扒渣后转入静置炉，静置15min，得镁合金液；继续降温至350℃保温2h；
d）浇铸：将镁合金液加热到420℃，同时将模具预热，再将合金液浇铸到预热的不锈钢模具中，浇铸温度为400℃，浇铸完成后，使铸锭在空气中自然冷却至30℃，得合金锭；
e）热挤压：将圆筒形热挤压模具进行预热，再将合金锭放入热挤压模具中并在压力机上进行挤压，完成后自然冷却，得到成品。
实施例2
一种高强抗拉性镁合金材料由Mg、Al、Zn、Ti、Li、Sr、W组成，各组分重量占比为：Al为4.9%、Zn为5.6%、Ti为8.8%、Li为5.9%，Sr 为1%，W为2%，改性碳酸钙2%，不可避免的杂质≤0.1%，余量为Mg。
所述制备方法按如下步骤进行：
a）原料准备：按照重量百分比含量进行原料准备，原料为纯Mg 锭、Mg-Sr中间合金、纯Al 锭、Al-W 中间合金、Mg-Zn-Ti 中间合金、Mg-Li中间合金、Al-Sr中间合金、Al- Zn中间合金、Al- Ti中间合金；将上述原料在330℃下烘干；
b）改性碳酸钙预处理：以改性碳酸钙与75%乙醇的质量比为1:4充分混合搅拌，再加入混合物质量50%的CMC充分搅拌，混合均匀后，将混合物置于烘箱中烘烤，干燥，烘烤温度为110℃；
c）熔炼：将纯Mg 锭放入熔炼炉，开启熔炼炉加热器使温度逐渐升至720℃，待纯镁锭完全熔化后，加入纯Al 锭继续升温至760℃，保温10min，按照顺序依次加入Mg-Zn-Ti 中间合金、Al-Sr中间合金、Al- Zn中间合金、Al- Ti中间合金、Mg-Sr中间合金、Al-W 中间合金、Mg-Li中间合金，每加入一种中间合金保温10min，待所有原料完全熔化后，降温至620℃，加入预处理过的改性碳酸钙，再进行搅拌，使其混合均匀，经除气、精炼、扒渣后转入静置炉，静置30min，得镁合金液；继续降温至400℃保温2h；
d）浇铸：将镁合金液加热到450℃，同时将模具预热，再将合金液浇铸到预热的不锈钢模具中，浇铸温度为420℃，浇铸完成后，使铸锭在空气中自然冷却至40℃，得合金锭；
e）热挤压：将圆筒形热挤压模具进行预热，再将合金锭放入热挤压模具中并在压力机上进行挤压，完成后自然冷却，得到成品。
实施例3
一种高强抗拉性镁合金材料由Mg、Al、Zn、Ti、Li、Sr、W组成，各组分重量占比为：Al为2.9%、Zn为2.1%、Ti为5%、Li为4.2%，Sr 为0.3%，W为0.8%，改性碳酸钙0.6%，不可避免的杂质≤0 .1%，余量为Mg。
所述制备方法按如下步骤进行：
a）原料准备：按照重量百分比含量进行原料准备，原料为纯Mg 锭、Mg-Sr中间合金、纯Al 锭、Al-W 中间合金、Mg-Zn-Ti 中间合金、Mg-Li中间合金、Al-Sr中间合金、Al- Zn中间合金、Al- Ti中间合金；将上述原料在280℃下烘干；
b）改性碳酸钙预处理：以改性碳酸钙与75%乙醇的质量比为1:3.5充分混合搅拌，再加入混合物质量50%的CMC充分搅拌，混合均匀后，将混合物置于烘箱中烘烤，干燥，烘烤温度为100℃；
c）熔炼：将纯Mg 锭放入熔炼炉，开启熔炼炉加热器使温度逐渐升至710℃，待纯镁锭完全熔化后，加入纯Al 锭继续升温至760℃，保温8min，按照顺序依次加入Mg-Zn-Ti 中间合金、Al-Sr中间合金、Al- Zn中间合金、Al- Ti中间合金、Mg-Sr中间合金、Al-W 中间合金、Mg-Li中间合金，每加入一种中间合金保温8min，待所有原料完全熔化后，降温至610℃，加入预处理过的改性碳酸钙，再进行搅拌，使其混合均匀，经除气、精炼、扒渣后转入静置炉，静置25min，得镁合金液；继续降温至375℃保温2h；
d）浇铸：将镁合金液加热到425℃，同时将模具预热，再将合金液浇铸到预热的不锈钢模具中，浇铸温度为410℃，浇铸完成后，使铸锭在空气中自然冷却至35℃，得合金锭；
e）热挤压：将圆筒形热挤压模具进行预热，再将合金锭放入热挤压模具中并在压力机上进行挤压，完成后自然冷却，得到成品。
实施例4
一种高强抗拉性镁合金材料由Mg、Al、Zn、Ti、Li、Sr、W组成，各组分重量占比为：Al为3.5%、Zn为4.3%、Ti为7.6%、Li为5.5%，Sr 为0.6%，W为1.4%，改性碳酸钙1%，不可避免的杂质≤0 .1%，余量为Mg。
所述制备方法按如下步骤进行：
a）原料准备：按照重量百分比含量进行原料准备，原料为纯Mg 锭、Mg-Sr中间合金、纯Al 锭、Al-W 中间合金、Mg-Zn-Ti 中间合金、Mg-Li中间合金、Al-Sr中间合金、Al- Zn中间合金、Al- Ti中间合金；将上述原料在240℃下烘干；
b）改性碳酸钙预处理：以改性碳酸钙与75%乙醇的质量比为1:4充分混合搅拌，再加入混合物质量50%的CMC充分搅拌，混合均匀后，将混合物置于烘箱中烘烤，干燥，烘烤温度为110℃；
c）熔炼：将纯Mg 锭和纯Al 锭放入熔炼炉，开启熔炼炉加热器使温度逐渐升至760℃，待完全熔化后，按照顺序依次加入Mg-Zn-Ti 中间合金、Al-Sr中间合金、Al- Zn中间合金、Al- Ti中间合金、Mg-Sr中间合金、Al-W 中间合金、Mg-Li中间合金，每加入一种中间合金保温5min，待所有原料完全熔化后，降温至620℃，加入预处理过的改性碳酸钙，再进行搅拌，使其混合均匀，经除气、精炼、扒渣后转入静置炉，静置30min，得镁合金液；继续降温至375℃保温2h；
d）浇铸：将镁合金液加热到420-450℃，同时将模具预热，再将合金液浇铸到预热的不锈钢模具中，浇铸温度为400-420℃，浇铸完成后，使铸锭在空气中自然冷却至30-40℃，得合金锭；
e）热挤压：将圆筒形热挤压模具进行预热，再将合金锭放入热挤压模具中并在压力机上进行挤压，完成后自然冷却，得到成品。
实施例1-4得到的镁合金的性能见下表。
| 实施例 | 屈服强度（MPa） | 抗拉强度（MPa） | 延伸率（%） |
| 1 | 351 | 439 | 5.4 |
| 2 | 372 | 440 | 6.3 |
| 3 | 395 | 470 | 8.5 |
| 4 | 369 | 459 | 8.3 |
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (2)
1.一种增强型镁合金的制备方法，其特征在于，所述镁合金按质量百分比由下列组份构成：Al为2.2-4.9%、Zn为1.2-5.6%、Ti为3-8.8%、Li为3.1-5.9%，Sr 为0.1-1%，W为0.5-2%，改性碳酸钙0.5-2%，不可避免的杂质≤0.1%，余量为Mg，所述制备方法按如下步骤进行：
a）原料准备：按照重量百分比含量进行原料准备，所述原料为纯Mg 锭、Mg-Sr中间合金、纯Al 锭、Al-W 中间合金、Mg-Zn-Ti 中间合金、Mg-Li中间合金、Al-Sr中间合金、Al- Zn中间合金、Al- Ti中间合金；将上述原料在230-330℃下烘干；
b）改性碳酸钙预处理：以改性碳酸钙与75%乙醇的质量比为1:3-4充分混合搅拌，再加入混合物质量50%的CMC充分搅拌，混合均匀后，将混合物置于烘箱中烘烤，干燥，烘烤温度为90-110℃；
c）熔炼：将纯Mg 锭放入熔炼炉，开启熔炼炉加热器使温度逐渐升至700-720℃，待纯镁锭完全熔化后，加入纯Al 锭继续升温至760℃，保温5-10min，按照顺序依次加入Mg-Zn-Ti中间合金、Al-Sr中间合金、Al-Zn中间合金、Al-Ti中间合金、Mg-Sr中间合金、Al-W 中间合金、Mg-Li中间合金，每加入一种中间合金保温5-10min，待所有原料完全熔化后，降温至600-620℃，加入预处理过的改性碳酸钙，再进行搅拌，使其混合均匀，经除气、精炼、扒渣后转入静置炉，静置15-30min，得镁合金液；继续降温至350-400℃保温2h；
d）浇铸：将镁合金液加热到420-450℃，同时将模具预热，再将合金液浇铸到预热的不锈钢模具中，浇铸温度为400-420℃，浇铸完成后，使铸锭在空气中自然冷却至30-40℃，得合金锭；
e）热挤压：将圆筒形热挤压模具进行预热，再将合金锭放入热挤压模具中并在压力机上进行挤压，完成后自然冷却，得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种增强型镁合金的制备方法，其特征在于所述的熔炼过程将纯Mg 锭和纯Al 锭放入熔炼炉，开启熔炼炉加热器使温度逐渐升至760℃，待完全熔化后，按照顺序依次加入Mg-Zn-Ti 中间合金、Al-Sr中间合金、Al- Zn中间合金、Al- Ti中间合金、Mg-Sr中间合金、Al-W中间合金、Mg-Li中间合金，每加入一种中间合金保温5min，待所有原料完全熔化后，降温至620℃，加入预处理过的改性碳酸钙，再进行搅拌，使其混合均匀，经除气、精炼、扒渣后转入静置炉，静置30min，得镁合金液；继续降温至350-400℃保温2h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710774535.8A CN107541629A (zh) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | 一种增强型镁合金的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710774535.8A CN107541629A (zh) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | 一种增强型镁合金的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107541629A true CN107541629A (zh) | 2018-01-05 |
Family
ID=60959341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710774535.8A Pending CN107541629A (zh) | 2017-08-31 | 2017-08-31 | 一种增强型镁合金的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107541629A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101070576A (zh) * | 2007-06-15 | 2007-11-14 | 重庆大学 | Mg－Li－Sr合金及其电解制备方法 |
| CN104213008A (zh) * | 2014-08-16 | 2014-12-17 | 无棣向上机械设计服务有限公司 | 一种新型高强度镁合金 |
| CN104313383A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-01-28 | 河北工业大学 | 一种闭孔泡沫镁合金复合材料的制备方法 |
| CN106048274A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-10-26 | 宁波胜景传动科技有限公司 | 一种减速器齿轮箱齿轮盖及其制备方法 |
-
2017
- 2017-08-31 CN CN201710774535.8A patent/CN107541629A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101070576A (zh) * | 2007-06-15 | 2007-11-14 | 重庆大学 | Mg－Li－Sr合金及其电解制备方法 |
| CN104213008A (zh) * | 2014-08-16 | 2014-12-17 | 无棣向上机械设计服务有限公司 | 一种新型高强度镁合金 |
| CN104313383A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-01-28 | 河北工业大学 | 一种闭孔泡沫镁合金复合材料的制备方法 |
| CN106048274A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-10-26 | 宁波胜景传动科技有限公司 | 一种减速器齿轮箱齿轮盖及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109402466B (zh) | Al-Mg-Si-Cu-Mn合金及其制备方法 | |
| CN108823472B (zh) | 一种高强韧Al-Zn-Mg-Cu系铝合金及其热处理方法 | |
| CN110066931B (zh) | 一种适于冷成形的铝合金及其制备方法 | |
| WO2015127805A1 (zh) | 一种汽车车身外板用高烤漆硬化铝合金材料及其制备方法 | |
| CN104178673B (zh) | 一种镁合金及其制备方法 | |
| CN101509091A (zh) | 一种高强高韧Al-Zn-Mg-Cu-Sr合金及制备方法 | |
| CN104372207B (zh) | 一种钎焊用4004铝合金 | |
| CN106702234B (zh) | 一种掺杂稀土元素铒的7085铝合金的制备方法 | |
| CN110423926A (zh) | 一种耐热铝锂合金及其制备方法 | |
| CN106119615A (zh) | 一种新能源动力电池壳用铝合金带材及其制备方法 | |
| CN104032196B (zh) | 高强度镁合金材料及其制备方法 | |
| WO2018121204A1 (zh) | 高强阻燃镁合金及其制备方法 | |
| CN105039817B (zh) | 一种多元耐热镁合金的制备方法及多元耐热镁合金 | |
| CN108165853B (zh) | 一种高电磁屏蔽效能镁合金及其制备方法 | |
| CN103484733B (zh) | 一种高强度撑杆铝合金型材的生产工艺 | |
| CN101899632A (zh) | 一种3003铝合金深冲圆片的生产方法 | |
| CN110669967A (zh) | 一种快速挤压高强度变形铝合金及其制备方法 | |
| CN109371266A (zh) | 一种高强耐蚀可焊Al-Mg-Si系合金挤压材的生产方法 | |
| CN102560187B (zh) | 用于电气化铁路接触网的铜合金的制备方法 | |
| CN106319314A (zh) | 一种高速挤压的高强度变形镁合金及其制备方法 | |
| CN115747689B (zh) | Ti-1350超高强钛合金大规格棒材高塑性锻造方法 | |
| CN103667820A (zh) | 铝合金槽型件及其制备工艺 | |
| CN103659181A (zh) | 铝合金槽型件的制备工艺 | |
| CN113308653B (zh) | 一种基于喷射成形的铝锂合金热处理制备方法 | |
| CN103255328B (zh) | 一种高强高韧7a04铝合金及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180105 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |