CN109909640A - 一种高强度的铝镁合金焊丝及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度的铝镁合金焊丝及其加工工艺，其中包括熔料、保护熔剂和添加剂，在铝镁合金的熔炼过程中，由于镁的化学活性非常活泼，合金的氧化、烧损现象十分严重，所以我们在熔料中添加了铍，抑制Mg的氧化倾向；熔料中还添加了稀土，稀土可以改善铝镁合金的高温性能以及热裂性能，细化铝镁合金的合金晶粒，提高铝镁合金的耐磨性。本发明提供了一种高强度的铝镁合金焊丝，配方设计合理，优化了制备工艺参数，不仅制备了实现了铝镁合金焊丝的制备，同时有效提高了铝镁合金的强度和力学性能，工艺简单，具有较高的实用性。

Description

一种高强度的铝镁合金焊丝及其加工工艺

技术领域

本发明涉及合金加工技术领域，具体是一种高强度的铝镁合金焊丝及其加工工艺。

背景技术

铝镁合金的主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度，以镁为主要添加元素的铝合金，由于它抗蚀性好，又称防锈铝合金，因本身就是金属，其导热性能和强度尤为突出。

铝镁合金中的镁元素性质较为活泼，在熔炼过程中会发生氧化燃烧，为了阻止镁的氧化燃烧，我们大多选择在熔炼时添加盐类保护剂，最常见的保护剂就是氯化镁、氯化钠、氯化钾三元混合盐，但他们易沉降，使用寿命较短，因此现如今有学者研究时在熔炼时添加碳酸钙，生成的二氧化碳能够有效妨碍保护剂的沉降，提高保护剂的使用寿命和保护效果，但碳酸钙生成的二氧化碳气体又会影响制备的合金性能，这给我们带来了不便。

针对上述情况，我们设计了一种高强度的铝镁合金焊丝及其加工工艺，这是我们亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度的铝镁合金焊丝及其加工工艺，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高强度的铝镁合金焊丝，所述铝镁合金焊丝各原料组分如下：以重量计，熔料110-130份、保护熔剂20-30份、添加剂5-15份。

较优化地，所述熔料各原料组分如下：以质量百分比计，镁3-4％、铬0.1-0.4％、锌0.1-0.2％、锰0.05-0.1％、硅0.1-0.2％、钛0.1-0.2％、铍0.05-0.2％、稀土1-2％，余量为铝。

较优化地，所述保护熔剂各原料组分如下：以重量计，碳酸钙25-40份、氯化镁份40-68份、氯化钠3-5份、氯化钾60-80 份和助剂10-20份。

较优化地，所述添加剂各原料组分如下：以重量计，氧化石墨烯10-18份、硫酸钠8-16份、碳5-10份。

较优化地，所述稀土为镧、铈、镨中的一种或多种。

较优化地，所述助剂为氟化钙。

本发明中提供了一种高强度的铝镁合金焊丝及其加工工艺，其中包括熔料、保护熔剂和添加剂，在铝镁合金的熔炼过程中，由于镁的化学活性非常活泼，合金的氧化、烧损现象十分严重，所以我们在熔料中添加了铍，抑制Mg的氧化倾向；同时为了抑制镁的氧化燃烧，我们添加了保护熔剂，其中包括氯化镁、氯化钠、氯化钾和助剂，保护熔剂在镁熔体表面具有较好的流动性，并且能够在镁熔体表面迅速铺展成一层连续、致密的熔剂层。

在铝镁合金熔炼时，熔体表面会形成一层疏松的氧化镁薄膜，由于氧化镁薄膜表面疏松，致密性很低，而液态镁的蒸气压比较大，会在合金表面聚集大量的游离镁，通过疏松的氧化镁薄膜与氧反应，甚至还会有大量的氧原子通过表面膜进入熔体内反应；而我们添加的保护熔剂中的氯化镁能够很好的润湿镁熔体表面的MgO薄膜，并将其包覆后转移到熔剂中，消除了由MgO薄膜的疏松性导致的氧化现象，同时氧化时会放出大量的热量，氯化镁能够起到绝热作用，使镁在氧化过程中产生的热量能够迅速通过熔剂层散开，避免了熔体表面温度上升。

氯化镁还能够与空气中的氧气、水反应，生成的氯气、氢气可以有效防止镁与氧、水反应，防止镁发生氧化燃烧；保护熔剂中氯化钾、氯化钠与氯化镁共混，能够有效降低氯化镁的熔点、表面张力和粘度，使溶剂能够均匀的铺展在熔体表面，同时氯化钾的添加提高了保护熔剂的热稳定性；助剂可用作增粘剂，可使保护熔剂粘稠化，同时便于镁合金与杂质的分离；由于保护熔剂易沉降，使用寿命短，所以我们在保护熔剂中添加了碳酸钙，碳酸钙在高温下可以分解为二氧化碳和氧化钙，二氧化碳会阻碍氯化镁、氯化钠、氯化钾等组分的沉降，同时氧化钙可与MgO薄膜结合形成复合膜层，进一步对熔体的保护。

但是添加了碳酸钙之后，分解生成的二氧化碳也会给铝镁合金的性质造成影响，甚至在熔炼结束后，还有较多的二氧化碳残留在合金熔体中，极大的降低了铝镁合金的性能，因此，本发明为了解决分解生成的二氧化碳的影响，在技术方案中添加了硫酸钠和碳粉，以碳粉作为还原剂，使硫酸钠能够在低温下分解，高温下硫酸钠分解后生成一氧化碳和硫化钠，一氧化碳的生成能够提高二氧化碳的溢出速度，使得产生的二氧化碳气体能够顺利排出熔体。

反应方程式(高温下)：Na₂SO₄+4C→Na₂S+4CO↑

同时，在铝镁合金中掺杂石墨烯可以提高铝镁合金的强度，但由于石墨烯和铝的润湿性较差，在投入到熔体中后，即使采用搅拌，由于铝液的粘度极大，石墨烯在铝液中仍难以分散均匀，部分石墨烯会形成团聚，无法均匀分散，因此在本技术方案中将石墨烯改为氧化石墨烯，再利用硫酸钠反应后生成的硫化钠高温下还原氧化石墨烯，生成石墨烯，这样不仅可以利用石墨烯来提高铝镁合金的强度和力学性能，同时反应在熔体中进行，生成的石墨烯能够较为均匀地分散在熔体中，增强效果更好。

本发明中还在熔料中添加了锰、硅等成分，能够有效降低铝合金液的粘度，起到协同作用，进一步提高生成的石墨烯在熔体中的分散性，使得石墨烯能够均匀分散在熔体中，制备得到的铝镁合金的强度性能更加优秀。

本发明熔料中还添加了稀土，稀土可以改善铝镁合金的高温性能以及热裂性能，细化铝镁合金的合金晶粒，提高铝镁合金的耐磨性，进一步提高铝镁合金的抗压强度和使用寿命，制备得到的铝镁合金焊丝的应用范围更大。

较优化地，一种高强度的铝镁合金焊丝的加工工艺，包括以下步骤：

1)准备原料；

2)熔炼精炼；

3)拉拔成型，得到所述铝镁合金焊丝。

较优化地，包括以下步骤：

1)准备原料：

a)按比例称取铝锭、镁锭、锌锭、铝铬中间合金、铝锰中间合金、铝硅中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，备用；

b)按比例称取碳酸钙、氯化镁、氯化钠、氯化钾和助剂，混合均匀，得到保护熔剂，备用；

c)按比例称取氧化石墨烯、硫酸钠、碳，备用；

2)熔炼：

a)取步骤1)准备的铝锭、锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，投入熔炼炉中，加热升温至760-800℃，搅拌熔炼8-10h，再加入1/4的保护熔剂，加热熔化，搅拌均匀，得到物料A；

b)调节温度至750-760℃，在取步骤a)制备的物料A中加入镁锭，直至完全熔化，调整温度，添加1/2的保护熔剂，搅拌均匀，再加入硫酸钠、碳，熔炼10-20min，升温，再添加铝锰中间合金、铝硅中间合金，熔炼，得到物料B；

c)取步骤1)准备的氧化石墨烯，去离子水稀释，超声分散，得到物料C，将物料C加入步骤b)处理的物料B中，搅拌0.5-1h，最后加入剩余的1/4保护熔剂，得到物料D；

d)升温至820-850℃，不停搅拌，同时利用保护气体精炼步骤c)处理的物料D，静置，降温至750-780℃捞渣，浇铸，得到合金铸锭；

3)拉拔成型：取步骤2)制备的合金铸锭，均匀退火，挤压盘条，多次拉拔，得到所述铝镁合金焊丝。

较优化地，包括以下步骤：

1)准备原料：

a)按比例称取铝锭、镁锭、锌锭、铝铬中间合金、铝锰中间合金、铝硅中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，备用；

b)按比例称取碳酸钙、氯化镁、氯化钠、氯化钾和助剂，混合均匀，得到保护熔剂，备用；

c)按比例称取氧化石墨烯、硫酸钠、碳，备用；本发明首先准备了原料，便于进行后续的步骤处理；

2)熔炼：

a)取步骤1)准备的铝锭、锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，投入熔炼炉中，加热升温至760-800℃，搅拌熔炼8-10h，再加入1/4的保护熔剂，加热熔化，搅拌均匀，得到物料A；

b)调节温度至750-760℃，在取步骤a)制备的物料A中加入镁锭，直至完全熔化，再调整温度至720-740℃，添加1/2的保护熔剂，搅拌均匀，再加入硫酸钠、碳，熔炼10-20min，升温至780-800℃，再添加铝锰中间合金、铝硅中间合金，熔炼1-2h，得到物料B；本发明中，首先将铝锭、锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土混合熔炼；再加入镁锭、铝锰中间合金、铝硅中间合金，这样的添加顺序降低了镁的氧化燃烧现象，同时提高了各个组分之间的结合，使得熔体的性质更加均匀；同时在熔炼过程中，方案中分步添加保护熔剂，能够使得保护熔剂的防氧化燃烧效果更好；同时本技术方案中将硫酸钠和碳在这一步骤添加，生成的一氧化碳能够迅速有效的提高二氧化碳的溢出速度，也使得后续的硫化钠与氧化石墨烯的接触更加均匀；

c)取步骤1)准备的氧化石墨烯，去离子水稀释，超声分散0.2-0.5h，得到物料C，将物料C加入步骤b) 处理的物料B中，搅拌0.5-1h，最后加入剩余的1/4 保护熔剂，得到物料D；本发明中将石墨烯换成了氧化石墨烯，通过氧化石墨烯与硫化钠还原，生成的石墨烯能够均匀地熔体中分散，同时与熔体之间的润湿性也会大大提高，在增强铝镁合金的强度和力学性能时效果更好；

d)升温至820-850℃，不停搅拌，同时利用保护气体精炼步骤c)处理的物料D，所述保护气体为六氟化硫、氩气的混合气体，精炼时间为15-20min，静置8-10 min，降温至750-780℃捞渣，浇铸，得到合金铸锭；本发明中利用六氟化硫、氩气混合作为保护气体还精炼，去除熔体中的杂质和杂气，提高铝镁合金的性能；

3)拉拔成型：取步骤2)制备的合金铸锭，430-440℃下均匀退火，挤压成直径的盘条，多次拉拔，得到所述铝镁合金焊丝。本发明将制备得到的合金铸锭退火盘条，拉拔成型，得到所需要的铝镁合金焊丝。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明首先准备熔料的各个组分，按顺序将各个组分添加至熔炼炉中进行熔炼，同时将保护熔剂分批添加至熔体中，使得保护熔剂能够均匀分散在熔体中，有效防止镁熔体的氧化燃烧，同时提高了保护溶剂的保护效果和使用寿命；同时保护熔剂中添加了碳酸钙，生成的二氧化碳气体可以起到阻碍作用，有效阻止其余保护熔剂组分的沉降，提高保护熔剂的使用寿命，随即本发明利用硫酸钠与碳，配合反应生成一氧化碳和硫化钠，一氧化碳的生成不仅可以配合将二氧化碳排出熔体，避免二氧化碳残留在熔体中，提高二氧化碳的溢出速度，降低二氧化碳对熔体的影响，同时也能够协同二氧化碳，一同实现阻碍其余保护熔剂组分的沉降作用，进一步提高保护熔剂的使用寿命；且硫酸钠还原生成的硫化钠还可与氧化石墨烯反应，生成石墨烯，进一步提高生成的石墨烯、熔体之间的分散性，实现提高铝镁合金的强度的效果。

本发明提供了一种高强度的铝镁合金焊丝，配方设计合理，优化了制备工艺参数，不仅制备了实现了铝镁合金焊丝的制备，同时有效提高了铝镁合金的强度和力学性能，工艺简单，具有较高的实用性。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

首先准备原料，按比例称取铝锭、镁锭、锌锭、铝铬中间合金、铝锰中间合金、铝硅中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，备用；按比例称取碳酸钙、氯化镁、氯化钠、氯化钾和助剂，混合均匀，得到保护熔剂，备用；按比例称取氧化石墨烯、硫酸钠、碳，备用；

再取铝锭、锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，投入熔炼炉中，加热升温至760℃，搅拌熔炼8h，再加入1/4的保护熔剂，加热熔化，搅拌均匀，得到物料A；调节温度至750℃，在物料A中加入镁锭，直至完全熔化，再调整温度至720℃，添加1/2的保护熔剂，搅拌均匀，再加入硫酸钠、碳，熔炼10min，升温至780℃，再添加铝锰中间合金、铝硅中间合金，熔炼1h，得到物料B；取氧化石墨烯，去离子水稀释，超声分散0.2h，得到物料C，将物料C加入物料B中，搅拌0.5h，最后加入剩余的1/4保护熔剂，得到物料D；升温至820℃，不停搅拌，同时利用保护气体精炼物料D，所述保护气体为六氟化硫、氩气的混合气体，精炼时间为15min，静置8min，降温至750℃捞渣，浇铸，得到合金铸锭；

最后取合金铸锭，430℃均匀退火，挤压成直径的盘条，多次拉拔，得到所述铝镁合金焊丝。

本实施例中，铝镁合金焊丝各原料组分如下：以重量计，熔料110份、保护熔剂20份、添加剂5份；熔料各原料组分如下：以质量百分比计，镁3％、铬0.1％、锌0.1％、锰0.05％、硅0.1％、钛0.1％、铍0.05％、稀土1％，余量为铝。

保护熔剂各原料组分如下：以重量计，碳酸钙25份、氯化镁份40份、氯化钠3份、氯化钾60份和助剂10份；添加剂各原料组分如下：以重量计，氧化石墨烯10份、硫酸钠8份、碳5份；稀土为镧；助剂为氟化钙。

实施例2：

首先准备原料，按比例称取铝锭、镁锭、锌锭、铝铬中间合金、铝锰中间合金、铝硅中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，备用；按比例称取碳酸钙、氯化镁、氯化钠、氯化钾和助剂，混合均匀，得到保护熔剂，备用；按比例称取氧化石墨烯、硫酸钠、碳，备用；

再取铝锭、锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，投入熔炼炉中，加热升温至780℃，搅拌熔炼9h，再加入1/4的保护熔剂，加热熔化，搅拌均匀，得到物料A；调节温度至755℃，在物料A中加入镁锭，直至完全熔化，再调整温度至730℃，添加1/2的保护熔剂，搅拌均匀，再加入硫酸钠、碳，熔炼15min，升温至790℃，再添加铝锰中间合金、铝硅中间合金，熔炼1.5h，得到物料B；取氧化石墨烯，去离子水稀释，超声分散0.4h，得到物料C，将物料C加入物料B中，搅拌0.8h，最后加入剩余的1/4保护熔剂，得到物料D；升温至835℃，不停搅拌，同时利用保护气体精炼物料D，所述保护气体为六氟化硫、氩气的混合气体，精炼时间为18min，静置9min，降温至765℃捞渣，浇铸，得到合金铸锭；

最后取合金铸锭，435℃均匀退火，挤压成直径的盘条，多次拉拔，得到所述铝镁合金焊丝。

本实施例中，铝镁合金焊丝各原料组分如下：以重量计，熔料120份、保护熔剂25份、添加剂10份；熔料各原料组分如下：以质量百分比计，镁3.5％、铬0.3％、锌0.15％、锰0.08％、硅0.15％、钛0.15％、铍0.1％、稀土1.5％，余量为铝。

保护熔剂各原料组分如下：以重量计，碳酸钙35份、氯化镁份50份、氯化钠4份、氯化钾70份和助剂15份；添加剂各原料组分如下：以重量计，氧化石墨烯15份、硫酸钠13份、碳8份；稀土为铈；助剂为氟化钙。

实施例3：

首先准备原料，按比例称取铝锭、镁锭、锌锭、铝铬中间合金、铝锰中间合金、铝硅中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，备用；按比例称取碳酸钙、氯化镁、氯化钠、氯化钾和助剂，混合均匀，得到保护熔剂，备用；按比例称取氧化石墨烯、硫酸钠、碳，备用；

再取铝锭、锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，投入熔炼炉中，加热升温至800℃，搅拌熔炼10h，再加入1/4的保护熔剂，加热熔化，搅拌均匀，得到物料A；调节温度至760℃，在物料A中加入镁锭，直至完全熔化，再调整温度至740℃，添加1/2的保护熔剂，搅拌均匀，再加入硫酸钠、碳，熔炼20min，升温至800℃，再添加铝锰中间合金、铝硅中间合金，熔炼2h，得到物料B；取氧化石墨烯，去离子水稀释，超声分散0.5h，得到物料C，将物料C加入物料B中，搅拌1h，最后加入剩余的1/4保护熔剂，得到物料D；升温至850℃，不停搅拌，同时利用保护气体精炼物料D，所述保护气体为六氟化硫、氩气的混合气体，精炼时间为20min，静置10 min，降温至780℃捞渣，浇铸，得到合金铸锭；

最后取合金铸锭，440℃均匀退火，挤压成直径的盘条，多次拉拔，得到所述铝镁合金焊丝。

本实施例中，铝镁合金焊丝各原料组分如下：以重量计，熔料130份、保护熔剂30份、添加剂15份；熔料各原料组分如下：以质量百分比计，镁4％、铬0.4％、锌0.2％、锰0.1％、硅0.2％、钛0.2％、铍0.2％、稀土2％，余量为铝。

保护熔剂各原料组分如下：以重量计，碳酸钙40份、氯化镁份68份、氯化钠5份、氯化钾80份和助剂20份；添加剂各原料组分如下：以重量计，氧化石墨烯18份、硫酸钠16份、碳10份；稀土为镨；助剂为氟化钙。

实施例4：

首先准备原料，按比例称取铝锭、镁锭、锌锭、铝铬中间合金、铝锰中间合金、铝硅中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，备用；按比例称取碳酸钙、氯化镁、氯化钠、氯化钾和助剂，混合均匀，得到保护熔剂，备用；按比例称取氧化石墨烯、硫酸钠、碳，备用；

再取铝锭、锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，投入熔炼炉中，加热升温至780℃，搅拌熔炼9h，再加入1/4的保护熔剂，加热熔化，搅拌均匀，得到物料A；调节温度至755℃，在物料A中加入镁锭，直至完全熔化，再调整温度至730℃，添加1/2的保护熔剂，搅拌均匀，再加入硫酸钠、碳，熔炼15min，升温至790℃，再添加铝锰中间合金、铝硅中间合金，熔炼1.5h，得到物料B；取氧化石墨烯，去离子水稀释，超声分散0.4h，得到物料C，将物料C加入物料B中，搅拌0.8h，最后加入剩余的1/4保护熔剂，得到物料D；升温至835℃，不停搅拌，同时利用保护气体精炼物料D，所述保护气体为六氟化硫、氩气的混合气体，精炼时间为18min，静置9min，降温至765℃捞渣，浇铸，得到合金铸锭；

最后取合金铸锭，435℃均匀退火，挤压成直径的盘条，多次拉拔，得到所述铝镁合金焊丝。

本实施例中，铝镁合金焊丝各原料组分如下：以重量计，熔料120份、保护熔剂25份、添加剂10份；熔料各原料组分如下：以质量百分比计，镁3.5％、铬0.3％、锌0.15％、锰0.08％、硅0.15％、钛0.15％、铍0.1％、稀土1.5％，余量为铝。

保护熔剂各原料组分如下：以重量计，碳酸钙35份、氯化镁份50份、氯化钠4份、氯化钾70份和助剂15份；添加剂各原料组分如下：以重量计，氧化石墨烯15份、硫酸钠13份、碳8份；稀土为铈、镨混合；助剂为氟化钙。

实施例5：

首先准备原料，按比例称取铝锭、镁锭、锌锭、铝铬中间合金、铝锰中间合金、铝硅中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，备用；按比例称取碳酸钙、氯化镁、氯化钠、氯化钾和助剂，混合均匀，得到保护熔剂，备用；按比例称取氧化石墨烯，备用；

再取铝锭、锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，投入熔炼炉中，加热升温至780℃，搅拌熔炼9h，再加入1/4的保护熔剂，加热熔化，搅拌均匀，得到物料A；调节温度至755℃，在物料A中加入镁锭，直至完全熔化，再调整温度至730℃，添加1/2的保护熔剂，搅拌均匀，升温至790℃，再添加铝锰中间合金、铝硅中间合金，熔炼1.5h，得到物料B；取氧化石墨烯，去离子水稀释，超声分散0.4h，得到物料C，将物料C加入物料B中，搅拌0.8h，最后加入剩余的1/4保护熔剂，得到物料D；升温至835℃，不停搅拌，同时利用保护气体精炼物料D，所述保护气体为六氟化硫、氩气的混合气体，精炼时间为18min，静置9min，降温至765℃捞渣，浇铸，得到合金铸锭；

最后取合金铸锭，435℃均匀退火，挤压成直径的盘条，多次拉拔，得到所述铝镁合金焊丝。

本实施例中，铝镁合金焊丝各原料组分如下：以重量计，熔料120份、保护熔剂25份、添加剂10份；熔料各原料组分如下：以质量百分比计，镁3.5％、铬0.3％、锌0.15％、锰0.08％、硅0.15％、钛0.15％、铍0.1％、稀土1.5％，余量为铝。

保护熔剂各原料组分如下：以重量计，碳酸钙35份、氯化镁份50份、氯化钠4份、氯化钾70份和助剂15份；添加剂为氧化石墨烯15份；稀土为铈；助剂为氟化钙。

实施例6：

首先准备原料，按比例称取铝锭、镁锭、锌锭、铝铬中间合金、铝锰中间合金、铝硅中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，备用；按比例称取碳酸钙、氯化镁、氯化钠、氯化钾和助剂，混合均匀，得到保护熔剂，备用；

再取铝锭、锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，投入熔炼炉中，加热升温至780℃，搅拌熔炼9h，再加入1/4的保护熔剂，加热熔化，搅拌均匀，得到物料A；调节温度至755℃，在物料A中加入镁锭，直至完全熔化，再调整温度至730℃，添加1/2的保护熔剂，搅拌均匀，升温至790℃，再添加铝锰中间合金、铝硅中间合金，熔炼1.5h，最后加入剩余的1/4保护熔剂，得到物料D；升温至835℃，不停搅拌，同时利用保护气体精炼物料D，所述保护气体为六氟化硫、氩气的混合气体，精炼时间为18min，静置9min，降温至765℃捞渣，浇铸，得到合金铸锭；

最后取合金铸锭，435℃均匀退火，挤压成直径的盘条，多次拉拔，得到所述铝镁合金焊丝。

本实施例中，铝镁合金焊丝各原料组分如下：以重量计，熔料120份、保护熔剂25份、添加剂10份；熔料各原料组分如下：以质量百分比计，镁3.5％、铬0.3％、锌0.15％、锰0.08％、硅0.15％、钛0.15％、铍0.1％、稀土1.5％，余量为铝。

保护熔剂各原料组分如下：以重量计，碳酸钙35份、氯化镁份50份、氯化钠4份、氯化钾70份和助剂15份；稀土为铈；助剂为氟化钙。

实验1：

取实施例1-5中制备的样品铝镁合金，再准备市场中常见的普通铝镁合金，检测其力学性能并记录数据，结果如下：

实施例1-4为本发明中提到的技术方案，实施例1-4中制备得到的铝镁合金的抗拉强度最高可达437MPa，屈服强度最高可达231MPa，而延伸率也达到16.3％，力学性能优秀，相比较普通铝镁合金的数据来看，本发明技术方案制备的铝镁合金的力学性能得到大大的提高。

实施例5的技术方案中的添加剂并没有加入硫酸钠、碳，只添加了氧化石墨烯，其他影响因素不变；实施例1-4分别与实施例5形成对照实验，与实施例1-4中的数据对比可知，实施例5中制备的铝镁合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率都小于实施例1-4中的数据，而实施例5中的数据比之普通铝镁合金，又有明显提高，这充分说明了实施例5中添加的氧化石墨烯也对铝镁合金具有增强效果，提高了铝镁合金的力学性能。

实施例6中的铝镁合金中没有加入氧化石墨烯、硫酸钠和碳，其他影响因素不变；实施例6与实施例1-5、普通铝镁合金分别形成对照实验；通过对比实施例1-4的数据可知，实施例6 中由于没有加入添加剂，制备的铝镁合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率大大低于实施例1-4的数据，同时也低于实施例5 中的数据，这充分说明了添加剂，即硫酸钠、碳和氧化石墨烯，能够有效提高铝镁合金的强度和力学性能；同时实施例6中的数据比之普通铝镁合金，力学性能的数据也有明显提升，这充分说明了本发明除去添加剂的其他组分配比之间的设计也较为合理，能够提高制备的铝镁合金的强度和力学性能。

以上表数据可知，本发明中设计了一种合理的熔料配比，通过添加的各个组分，有效提高了铝镁合金的强度和力学性能，同时添加添加剂可以进一步提高铝镁合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率，具有较高实用性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (9)

1.一种高强度的铝镁合金焊丝，其特征在于：所述铝镁合金焊丝各原料组分如下：以重量计，熔料110-130份、保护熔剂20-30份、添加剂5-15份。

2.根据权利要求1所述的一种高强度的铝镁合金焊丝，其特征在于：所述熔料各原料组分如下：以质量百分比计，镁3-4％、铬0.1-0.4％、锌0.1-0.2％、锰0.05-0.1％、硅0.1-0.2％、钛0.1-0.2％、铍0.05-0.2％、稀土1-2％，余量为铝。

3.根据权利要求2所述的一种高强度的铝镁合金焊丝，其特征在于：所述保护熔剂各原料组分如下：以重量计，碳酸钙25-40份、氯化镁份40-68份、氯化钠3-5份、氯化钾60-80份和助剂10-20份。

4.根据权利要求3所述的一种高强度的铝镁合金焊丝，其特征在于：所述添加剂各原料组分如下：以重量计，氧化石墨烯10-18份、硫酸钠8-16份、碳5-10份。

5.根据权利要求4所述的一种高强度的铝镁合金焊丝，其特征在于：所述稀土为镧、铈、镨中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的一种高强度的铝镁合金焊丝，其特征在于：所述助剂为氟化钙。

7.一种高强度的铝镁合金焊丝的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1)准备原料；

2)熔炼精炼；

3)拉拔成型，得到所述铝镁合金焊丝。

8.根据权利要求7所述的一种高强度的铝镁合金焊丝的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1)准备原料：

a)按比例称取铝锭、镁锭、锌锭、铝铬中间合金、铝锰中间合金、铝硅中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，备用；

b)按比例称取碳酸钙、氯化镁、氯化钠、氯化钾和助剂，混合均匀，得到保护熔剂，备用；

c)按比例称取氧化石墨烯、硫酸钠、碳，备用；

2)熔炼：

a)取步骤1)准备的铝锭、锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，投入熔炼炉中，加热升温至760-800℃，搅拌熔炼8-10h，再加入1/4的保护熔剂，加热熔化，搅拌均匀，得到物料A；

b)调节温度至750-760℃，在取步骤a)制备的物料A中加入镁锭，直至完全熔化，调整温度，添加1/2的保护熔剂，搅拌均匀，再加入硫酸钠、碳，熔炼10-20min，升温，再添加铝锰中间合金、铝硅中间合金，熔炼，得到物料B；

c)取步骤1)准备的氧化石墨烯，去离子水稀释，超声分散，得到物料C，将物料C加入步骤b)处理的物料B中，搅拌0.5-1h，最后加入剩余的1/4保护熔剂，得到物料D；

d)升温至820-850℃，不停搅拌，同时利用保护气体精炼步骤c)处理的物料D，静置，降温至750-780℃捞渣，浇铸，得到合金铸锭；

3)拉拔成型：取步骤2)制备的合金铸锭，均匀退火，挤压盘条，多次拉拔，得到所述铝镁合金焊丝。

9.根据权利要求8所述的一种高强度的铝镁合金焊丝的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1)准备原料：

a)按比例称取铝锭、镁锭、锌锭、铝铬中间合金、铝锰中间合金、铝硅中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，备用；

b)按比例称取碳酸钙、氯化镁、氯化钠、氯化钾和助剂，混合均匀，得到保护熔剂，备用；

c)按比例称取氧化石墨烯、硫酸钠、碳，备用；

2)熔炼：

a)取步骤1)准备的铝锭、锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金和稀土，投入熔炼炉中，加热升温至760-800℃，搅拌熔炼8-10h，再加入1/4的保护熔剂，加热熔化，搅拌均匀，得到物料A；

b)调节温度至750-760℃，在取步骤a)制备的物料A中加入镁锭，直至完全熔化，再调整温度至720-740℃，添加1/2的保护熔剂，搅拌均匀，再加入硫酸钠、碳，熔炼10-20min，升温至780-800℃，再添加铝锰中间合金、铝硅中间合金，熔炼1-2h，得到物料B；

c)取步骤1)准备的氧化石墨烯，去离子水稀释，超声分散0.2-0.5h，得到物料C，将物料C加入步骤b)处理的物料B中，搅拌0.5-1h，最后加入剩余的1/4保护熔剂，得到物料D；

d)升温至820-850℃，不停搅拌，同时利用保护气体精炼步骤c)处理的物料D，所述保护气体为六氟化硫、氩气的混合气体，精炼时间为15-20min，静置8-10min，降温至750-780℃捞渣，浇铸，得到合金铸锭；拉拔成型：取步骤2)制备的合金铸锭，430-440℃下均匀退火，挤压成直径的盘条，多次拉拔，得到所述铝镁合金焊丝。