CN109161704A - 一种Mg-Zn-Ca合金的熔配方法 - Google Patents

一种Mg-Zn-Ca合金的熔配方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于Mg‑Zn‑Ca系合金的熔炼技术领域，公开了一种Mg‑Zn‑Ca合金的熔配方法。该方法将所需的Ca以片状纯Ca的形式、Zn以粒状纯Zn的方式与纯Mg粉按照一定比例湿态混合均匀并冷压成块状坯料，然后再次与剩余的原料一起熔炼，从而达到使烧损量降至最低的目的。本发明具有Ca元素烧损少，制备的合金化学成分波动小，质量好的特点。

Description

一种Mg-Zn-Ca合金的熔配方法
技术领域
本发明属于Mg-Zn-Ca系合金的熔炼技术领域，特别涉及一种减少制备Mg-Zn-Ca系合金过程中元素烧损的方法。
背景技术
Mg-Zn是应用最为广泛的变形铸造镁合金之一，但实际生产中Mg-Zn系合金都要添加其他合金元素，改善合金的组织以提高材料性能。目前对Mg-Zn系合金起细化作用的常见合金化元素有：V、Cr、Y、Mn、Zr、Ca、Nd和Ce。研究表明：Ca元素可显著改善Mg-Zn系合金的阻燃能力、热稳定性、抗蠕变性、抗氧化性和时效强化效果，又能提高合金的拉伸强度，所以Mg-Zn-Ca系合金现已成为众多镁合金工作者高度关注的新型镁合金之一。
熔炼是Mg-Zn-Ca系合金常见的制备工艺。在熔炼过程中，Ca元素的烧损严重，一般采用真空熔炼、过量添加或中间合金化等方法来减少烧损，但是存在成本急剧上升和烧损量很难控制等问题。合金熔炼的烧损量与元素加入时的温度、熔炼时间、加入元素的形态以及加入的方法等因素有关，制备出的Mg-Zn-Ca系合金的质量极其不稳定。
因此急需一种合适的方法以减少Mg-Zn-Ca系合金在熔炼过程中的烧损。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减少Mg-Zn-Ca系合金在熔炼过程中烧损的方法。
本发明提供一种减少Mg-Zn-Ca系合金熔炼烧损的方法，将所需的Ca以片状纯Ca的形式、Zn以粒状纯Zn的方式与纯Mg粉按照一定比例湿态混合均匀并冷压成块状坯料，然后再次与剩余的原料一起熔炼，从而达到使烧损量降至最低的目的。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现。
一种Mg-Zn-Ca合金的熔配方法，包括步骤如下：
(1)按照目标Mg-Zn-Ca合金成分，考虑烧损，计算添加Ca和Zn的总量以及纯镁的重量；
(2)将Ca以片状纯Ca的形式、Zn以粒状纯Zn的形式与纯Mg粉混合，以Ca的总量为基数，按照质量比Ca：Zn：Mg＝1:(0.5～2):(1～3)混合，过程中添加乙醇，湿态混合均匀；
(3)将步骤(2)湿态混合粉末冷压成块状坯料；
(4)采用熔炼炉将步骤(2)混合后剩下的原料在保护气氛下熔炼，升温至700-780℃，得镁合金熔体；
(5)将步骤(3)得到的块状坯料用压勺压入步骤(4)的镁合金熔体中，静止10-30min后，采用石墨棒搅拌5-10min，使成分均匀，用扒勺扒去形成的杂质，然后浇铸成铸锭。
上述添加的Ca是纯度>99.9％的纯钙，形状为0.5-5mm厚，1-10mm长，1-5mm宽的片状Ca。
上述添加的Zn为纯度>99.9％的纯锌，直径0.1-5mm的规则或不规则Zn颗粒。
上述添加的Mg为纯度>99.9％的纯镁粉，粒径在0.05-0.5mm。
按照设计的Mg-Zn-Ca合金成分，适当考虑烧损计算熔炼所需Ca、Zn以及纯镁的重量。
上述步骤(3)中冷压的压力范围：100-600Mpa。
上述步骤(5)中坯料压入时镁合金熔体的温度控制在700-780℃。
进一步地，步骤(5)中坯料压入时镁合金熔体的温度控制在700-730℃。
本发明的有益效果是：采用本发明能有效减少Mg-Zn-Ca系合金的烧损，可以制备出质量稳定的Mg-Zn-Ca系，最终偏差低于0.3％，满足实际使用要求，且降低合金的制备成本。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更为全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明
实施例1
Mg-4Zn-0.5Ca合金的制备，步骤如下：
按照Mg-4Zn-0.5Ca的合金成分，考虑烧损计算熔炼所需Ca、Zn以及纯镁的重量。
将所需的Ca片、颗粒状Zn与Mg粉按一定比例1:0.5:1在添加酒精的状态下湿态混合均匀，在100MPa条件下冷压成块。
将计算所需的剩余纯镁在保护气氛下采用熔炼炉熔炼，并且升温至700℃。
将块状的坯料用压勺压入镁合金熔体中，静止30分钟后，采用石墨棒搅拌10分钟，使成分均匀。
用扒勺扒去上述操作过程形成的杂质，然后浇铸成铸锭。
制备出的Mg-4Zn-0.5Ca合金预计成分与实际成分，最终相对偏差低于0.3％，满足实际使用要求，见表1。
实施例2
Mg-4Zn-0.5Ca合金的制备，步骤如下：
按照Mg-4Zn-0.5Ca的合金成分，考虑烧损计算熔炼所需Ca、Zn以及纯镁的重量。
将所需的Ca片、颗粒状Zn与Mg粉按一定比例1:2:1在添加酒精的状态下湿态混合均匀，在450MPa条件下冷压成块。
将计算所需的剩余纯镁在保护气氛下采用熔炼炉熔炼，并且升温至745℃。
将块状的坯料用压勺压入镁合金熔体中，静止15分钟后，采用石墨棒搅拌10分钟，使成分均匀。
用扒勺扒去上述操作过程形成的杂质，然后浇铸成铸锭。
制备出的Mg-4Zn-0.5Ca合金预计成分与实际成分，最终相对偏差低于0.3％，满足实际使用要求，见表1。
实施例3
Mg-4Zn-2Ca合金的制备，步骤如下：
按照Mg-4Zn-2Ca的合金成分，考虑烧损计算熔炼所需Ca、Zn以及纯镁的重量。
将所需的Ca片、颗粒状Zn与Mg粉按一定比例1:2:3在添加酒精的状态下湿态混合均匀，在600MPa条件下冷压成块。
将计算所需的剩余纯镁在保护气氛下采用熔炼炉熔炼，并且升温至780℃。
将块状的坯料用压勺压入镁合金熔体中，静止20分钟后，采用石墨棒搅拌10分钟，使成分均匀。
用扒勺扒去上述操作过程形成的杂质，然后浇铸成铸锭。
制备出的Mg-4Zn-2Ca合金预计成分与实际成分，最终相对偏差低于0.3％，满足实际使用要求，见表1。
实施例4
Mg-4Zn-2Ca合金的制备，步骤如下：
按照Mg-4Zn-2Ca的合金成分，考虑烧损计算熔炼所需Ca、Zn以及纯镁的重量。
将所需的Ca片、颗粒状Zn与Mg粉按一定比例1:0.5:1在添加酒精的状态下湿态混合均匀，在100MPa条件下冷压成块。
将计算所需的剩余纯镁在保护气氛下采用熔炼炉熔炼，并且升温至715℃。
将块状的坯料用压勺压入镁合金熔体中，静止30分钟后，采用石墨棒搅拌10分钟，使成分均匀。
用扒勺扒去上述操作过程形成的杂质，然后浇铸成铸锭。
制备出的Mg-4Zn-2Ca合金预计成分与实际成分，最终相对偏差低于0.3％，满足实际使用要求，见表1。
实施例5
Mg-2Zn-0.5Ca合金的制备，步骤如下：
按照Mg-2Zn-0.5Ca的合金成分，考虑烧损计算熔炼所需Ca、Zn以及纯镁的重量。
将所需的Ca片、颗粒状Zn与Mg粉按一定比例1:0.5:2在添加酒精的状态下湿态混合均匀，在100MPa条件下冷压成块。
将计算所需的剩余纯镁在保护气氛下采用熔炼炉熔炼，并且升温至730℃。
将块状的坯料用压勺压入镁合金熔体中，静止10分钟后，采用石墨棒搅拌5分钟，使成分均匀。
用扒勺扒去上述操作过程形成的杂质，然后浇铸成铸锭。
制备出的Mg-2Zn-0.5Ca合金预计成分与实际成分，最终相对偏差低于0.3％，满足实际使用要求，见表1。
表1制备出的Mg-Zn-Ca系合金的预计成分与实际成分

Claims (9)

1.一种Mg-Zn-Ca合金的熔配方法，其特征在于，包括步骤如下：
(1)按照目标Mg-Zn-Ca合金成分，考虑烧损，计算添加Ca和Zn的总量以及纯镁的重量；
(2)将Ca以片状纯Ca的形式、Zn以粒状纯Zn的形式与纯Mg粉混合，以Ca的总量为基数，按照质量比Ca：Zn：Mg＝1:(0.5～2):(1～3)混合，过程中添加乙醇，湿态混合均匀；
(3)将步骤(2)湿态混合粉末冷压成块状坯料；
(4)采用熔炼炉将步骤(2)混合后剩下的原料在保护气氛下熔炼，升温至700-780℃，得镁合金熔体；
(5)将步骤(3)得到的块状坯料用压勺压入步骤(4)的镁合金熔体中，静止10-30min后，采用石墨棒搅拌5-10min，使成分均匀，用扒勺扒去形成的杂质，然后浇铸成铸锭。
2.根据权利要求1所述的熔配方法，其特征在于，所述Ca以片状纯Ca的形式即纯度>99.9％的纯钙，形状为0.5-5mm厚，1-10mm长，1-5mm宽的片状Ca。
3.根据权利要求1所述的熔配方法，其特征在于，所述Zn以粒状纯Zn的形式即纯度>99.9％的纯锌，直径0.1-5mm的规则或不规则Zn颗粒。
4.根据权利要求1所述的熔配方法，其特征在于，所述纯Mg粉为纯度>99.9％的纯镁粉，粒径在0.05-0.5mm。
5.根据权利要求1-4任一所述的熔配方法，其特征在于，步骤(3)中冷压的压力范围：100-600Mpa。
6.根据权利要求1-4任一所述的熔配方法，其特征在于，步骤(5)中坯料压入时镁合金熔体的温度控制在700-780℃。
7.根据权利要求5所述的熔配方法，其特征在于，步骤(5)中坯料压入时镁合金熔体的温度控制在700-780℃。
8.根据权利要求6所述的熔配方法，其特征在于，步骤(5)中坯料压入时镁合金熔体的温度控制在700-730℃。
9.根据权利要求7所述的熔配方法，其特征在于，步骤(5)中坯料压入时镁合金熔体的温度控制在700-730℃。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114214549A (zh) * 2021-12-17 2022-03-22 重庆大学 一种无稀土的低成本高塑性镁合金及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2868703A (en) * 1954-11-08 1959-01-13 Horizons Titanium Corp Cell feed material for the production of titanium
CN101967573A (zh) * 2010-11-15 2011-02-09 湖南金联星冶金材料技术有限公司 一种利用锆屑和铝在低温下合金化制造铝锆中间合金的方法
CN102382995A (zh) * 2011-10-17 2012-03-21 苏州新金相金属材料有限公司 一种含有易挥发元素的中间合金的制备工艺
CN103014411A (zh) * 2012-12-25 2013-04-03 东南大学 Sn-Nd-Ni中间合金及其制备方法
CN105861877A (zh) * 2016-06-03 2016-08-17 西部超导材料科技股份有限公司 一种WSTi64311SC耐热钛合金及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2868703A (en) * 1954-11-08 1959-01-13 Horizons Titanium Corp Cell feed material for the production of titanium
CN101967573A (zh) * 2010-11-15 2011-02-09 湖南金联星冶金材料技术有限公司 一种利用锆屑和铝在低温下合金化制造铝锆中间合金的方法
CN102382995A (zh) * 2011-10-17 2012-03-21 苏州新金相金属材料有限公司 一种含有易挥发元素的中间合金的制备工艺
CN103014411A (zh) * 2012-12-25 2013-04-03 东南大学 Sn-Nd-Ni中间合金及其制备方法
CN105861877A (zh) * 2016-06-03 2016-08-17 西部超导材料科技股份有限公司 一种WSTi64311SC耐热钛合金及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国技术成果大全编辑部: "《中国技术成果大全 1987-1988 第16册》", 31 December 1988, 中国技术成果大全编辑部 *
欧阳春 等: "Mg-Zn-Ca三元镁合金生物材料的腐蚀行为", 《中国有色金属学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114214549A (zh) * 2021-12-17 2022-03-22 重庆大学 一种无稀土的低成本高塑性镁合金及其制备方法

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