CN108060337A

CN108060337A - 一种提高镁合金压铸件耐高温性能的加工方法

Info

Publication number: CN108060337A
Application number: CN201711221302.1A
Authority: CN
Inventors: 聂锋
Original assignee: Ma'anshan Hengte Heavy Technology Co Ltd
Current assignee: Ma'anshan Hengte Heavy Technology Co Ltd
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2018-05-22

Abstract

本发明属于镁合金材料加工技术领域，具体涉及一种提高镁合金压铸件耐高温性能的加工方法，包括镁合金铸件热处理、处理液处理。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过对镁合金铸件进行热处理，相比现有处理方法提高了处理温度，缩短了处理时间，调整镁合金组分比例，使所得镁合金微观结构中各相分布及晶粒尺寸得到合理配制，再通过处理液在其表面形成一层薄膜，不影响外观的同时进一步提高镁合金的抗腐蚀性，在高温条件下稳定性好，在不影响合金强度和韧性的同时，使其耐热性和抗蠕变性都有明显提高，其抗腐蚀性的增强使其适用范围更广。

Description

一种提高镁合金压铸件耐高温性能的加工方法

技术领域

本发明属于镁合金材料加工技术领域，具体涉及一种提高镁合金压铸件耐高温性能的加工方法。

背景技术

当前轻量化铸件成为现代汽车的发展方向，镁合金作为最有前途的轻合金在汽车工业中将得到广泛应用，而目前汽车的镁合金件，基本都是压铸件，现有铸造的镁合金中，以AZ91D、AM50等合金的应用最为广泛，这些镁合金具有优良的力学性能、耐腐蚀性能和压铸性能，然而，当工作温度超过120℃时，这些合金的蠕变性能急剧下降，强度也不能满足长期使用的要求，因此，需要对如何提高镁合金的耐热性能进行研究。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提高镁合金压铸件耐高温性能的加工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种提高镁合金压铸件耐高温性能的加工方法，所述镁合金铸件中硅元素重量百分比为0.2-0.4%、锡含元素重量百分比为0.1-0.3%，其加工方法包括以下步骤：

（1）将镁合金铸件置于电炉内，升温至650-680℃，保温2-3小时；升温至780-800℃，保温2-3小时；升温至840-860℃，保温2-3小时；升温至880-900℃，保温2-3小时；升温至980-1000℃，保温2-3小时；升温至1080-1100℃，保温2-3小时；升温至1220-1250℃，保温2-3小时后油冷，回火至450-460℃，保温3-4小时，继续回火至250-280℃，保温1-2小时；

（2）将上述方法处理后的镁合金铸件浸入处理液中，浸泡12-16分钟后，取出，用波长为18-24μm的远红外线辐照处理4-8分钟，再用温度为45-55℃的温水冲洗即可；

所述处理液包括以下含量的组分：十八烷基硫醇1600-2000PPM、L-半胱氨酸40-80PPM、氯乙酸14-28PPM、表面活性剂3400-4400PPM。

作为对上述方案的进一步改进，所述镁合金的组分按重量百分比包括：铝1.7-3.4%、锌1.4-1.8%、硅0.2-0.4%、锰0.22-0.28%、钛0.08-0.13%、铜0.12-0.18%、碳0.04-0.08%、硼0.01-0.04%、锡0.1-0.3%、稀土元素0.08-0.12%，余量为镁以及不可避免的杂质；其制备方法为按组分配制原料后在氮气保护氛围下浇铸得到。

作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（2）中处理液的温度为38-42℃。

作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（2）中远红外线温度为80-90℃。

作为对上述方案的进一步改进，所述表面活性剂为高碳链的脂肪酸甲酯、椰油酸聚氧乙烯酯、乙氧基化的脂肪酸甲酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯、EO/PO嵌段聚醚中的任意一种或两种混合。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过对镁合金铸件进行热处理，相比现有处理方法提高了处理温度，缩短了处理时间，调整镁合金组分比例，使所得镁合金微观结构中各相分布及晶粒尺寸得到合理配制，再通过处理液在其表面形成一层薄膜，不影响外观的同时进一步提高镁合金的抗腐蚀性，在高温条件下稳定性好，在不影响合金强度和韧性的同时，使其耐热性和抗蠕变性都有明显提高，其抗腐蚀性的增强使其适用范围更广。

具体实施方式

实施例1

一种提高镁合金压铸件耐高温性能的加工方法，所述镁合金铸件中硅元素重量百分比为0.3%、锡含元素重量百分比为0.2%，其加工方法包括以下步骤：

（1）将镁合金铸件置于电炉内，升温至675℃，保温2.5小时；升温至790℃，保温2.5小时；升温至850℃，保温2.5小时；升温至890℃，保温2.5小时；升温至990℃，保温2.5小时；升温至1090℃，保温2.5小时；升温至1235℃，保温2.5小时后油冷，回火至455℃，保温3.5小时，继续回火至265℃，保温1.5小时；

（2）将上述方法处理后的镁合金铸件浸入处理液中，浸泡14分钟后，取出，用波长为20μm的远红外线辐照处理6分钟，再用温度为50℃的温水冲洗即可；

所述处理液包括以下含量的组分：十八烷基硫醇1800PPM、L-半胱氨酸60PPM、氯乙酸20PPM、表面活性剂3800PPM。

其中，所述镁合金的组分按重量百分比包括：铝2.5%、锌1.6%、硅0.3%、锰0.25%、钛0.1%、铜0.15%、碳0.06%、硼0.03%、锡0.2%、稀土元素0.1%，余量为镁以及不可避免的杂质；其制备方法为按组分配制原料后在氮气保护氛围下浇铸得到。

其中，所述步骤（2）中处理液的温度为40℃；所述步骤（2）中远红外线温度为85℃；所述表面活性剂为高碳链的脂肪酸甲酯。

本发明中镁合金的压缩屈服强度为214MPa，压缩断裂强度为418MPa，室温抗拉强度为315MPa，在200℃、50MPa的条件下，100小时的蠕变量为0.17%，在150℃、50MPa的条件下，100小时的蠕变量为0.028%，耐烟雾实验72小时后，未发现被腐蚀现象。

实施例2

一种提高镁合金压铸件耐高温性能的加工方法，所述镁合金铸件中硅元素重量百分比为0.2%、锡含元素重量百分比为0.3%，其加工方法包括以下步骤：

（1）将镁合金铸件置于电炉内，升温至650℃，保温3小时；升温至800℃，保温2小时；升温至840℃，保温3小时；升温至880℃，保温3小时；升温至980℃，保温2小时；升温至1100℃，保温3小时；升温至1250℃，保温3小时后油冷，回火至450℃，保温4小时，继续回火至280℃，保温1小时；

（2）将上述方法处理后的镁合金铸件浸入处理液中，浸泡12分钟后，取出，用波长为24μm的远红外线辐照处理4分钟，再用温度为45℃的温水冲洗即可；

所述处理液包括以下含量的组分：十八烷基硫醇1600PPM、L-半胱氨酸80PPM、氯乙酸14PPM、表面活性剂3400PPM。

其中，所述镁合金的组分按重量百分比包括：铝1.7%、锌1.4%、硅0.2%、锰0.28%、钛0.08%、铜0.12%、碳0.04%、硼0.01%、锡0.3%、稀土元素0.08%，余量为镁以及不可避免的杂质；其制备方法为按组分配制原料后在氮气保护氛围下浇铸得到。

其中，所述步骤（2）中处理液的温度为38℃；所述步骤（2）中远红外线温度为90℃；所述表面活性剂为异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯。

本发明中镁合金的压缩屈服强度为217MPa，压缩断裂强度为422MPa，室温抗拉强度为318MPa，在200℃、50MPa的条件下，100小时的蠕变量为0.14%，在150℃、50MPa的条件下，100小时的蠕变量为0.025%，耐烟雾实验72小时后，未发现被腐蚀现象。

实施例3

一种提高镁合金压铸件耐高温性能的加工方法，所述镁合金铸件中硅元素重量百分比为0.4%、锡含元素重量百分比为0.1%，其加工方法包括以下步骤：

（1）将镁合金铸件置于电炉内，升温至680℃，保温2小时；升温至780℃，保温2小时；升温至860℃，保温2小时；升温至900℃，保温2小时；升温至1000℃，保温3小时；升温至1080℃，保温2小时；升温至1220℃，保温2小时后油冷，回火至460℃，保温3小时，继续回火至250℃，保温2小时；

（2）将上述方法处理后的镁合金铸件浸入处理液中，浸泡16分钟后，取出，用波长为18μm的远红外线辐照处理8分钟，再用温度为55℃的温水冲洗即可；

所述处理液包括以下含量的组分：十八烷基硫醇2000PPM、L-半胱氨酸40PPM、氯乙酸28PPM、表面活性剂4400PPM。

其中，所述镁合金的组分按重量百分比包括：铝3.4%、锌1.8%、硅0.4%、锰0.22%、钛0.13%、铜0.18%、碳0.08%、硼0.04%、锡0.1%、稀土元素0.12%，余量为镁以及不可避免的杂质；其制备方法为按组分配制原料后在氮气保护氛围下浇铸得到。

其中，所述步骤（2）中处理液的温度为42℃；所述步骤（2）中远红外线温度为80℃；所述表面活性剂为乙氧基化的脂肪酸甲酯和脂肪酸甲酯乙氧基化物以重量比5:2混合。

本发明中镁合金的压缩屈服强度为215MPa，压缩断裂强度为417MPa，室温抗拉强度为316MPa，在200℃、50MPa的条件下，100小时的蠕变量为0.18%，在150℃、50MPa的条件下，100小时的蠕变量为0.027%，耐烟雾实验72小时后，未发现被腐蚀现象。

设置对照组1，将实施例1中硅元素重量比调整为0.1%，其余内容不变，经检测其室温抗拉强度为302MPa，其抗蠕变性和耐热性无明显变化；设置对照组2，将实施例1中锡元素去掉，其余内容不变，经检测其抗蠕变性能有所下降，耐热性和耐腐蚀性无明显变化；设置对照组3，去掉实施例1中步骤（2），其余内容不变，所得镁合金的机械强度无明显变化，但其抗蠕变性、耐热性和耐腐蚀性均明显变差。

Claims

1.一种提高镁合金压铸件耐高温性能的加工方法，其特征在于，所述镁合金铸件中硅元素重量百分比为0.2-0.4%、锡含元素重量百分比为0.1-0.3%，其加工方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述一种提高镁合金压铸件耐高温性能的加工方法，其特征在于，所述镁合金的组分按重量百分比包括：铝1.7-3.4%、锌1.4-1.8%、硅0.2-0.4%、锰0.22-0.28%、钛0.08-0.13%、铜0.12-0.18%、碳0.04-0.08%、硼0.01-0.04%、锡0.1-0.3%、稀土元素0.08-0.12%，余量为镁以及不可避免的杂质；其制备方法为按组分配制原料后在氮气保护氛围下浇铸得到。

3.如权利要求1所述一种提高镁合金压铸件耐高温性能的加工方法，其特征在于，所述步骤（2）中处理液的温度为38-42℃。

4.如权利要求1所述一种提高镁合金压铸件耐高温性能的加工方法，其特征在于，所述步骤（2）中远红外线温度为80-90℃。

5.如权利要求1所述一种提高镁合金压铸件耐高温性能的加工方法，其特征在于，所述表面活性剂为高碳链的脂肪酸甲酯、椰油酸聚氧乙烯酯、乙氧基化的脂肪酸甲酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯、EO/PO嵌段聚醚中的任意一种或两种混合。