CN110777288A - 一种高强度耐腐蚀的镁合金及其制备方法 - Google Patents

一种高强度耐腐蚀的镁合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度耐腐蚀的镁合金，其特征在于，按照质量百分比由以下组分组成：Mg 95～98wt％，Al 1～3wt％，Sn 0.5～1wt％，WC 0.5～1wt％，以上组分的质量百分比为100％。本发明还公开了上述镁合金的制备方法，本发明以雾化镁粉为主要原料来制备镁合金，通过掺杂WC来有效提高合金的硬度，通过压差、热处理等过程，有效的提高了合金的紧固性，能够有效的提高合金的使用寿命，本发明制备的镁合金，其拉伸性能和硬度均大于同类产品，具有较高的力学性能。

Description

一种高强度耐腐蚀的镁合金及其制备方法
技术领域
本发明属于有色金属领域，具体涉及一种高强度耐腐蚀的Al-Mg-Sn合金，还涉及上述合金的制备方法。
背景技术
镁合金具有良好的轻量性，切削性，耐蚀性，减震性，尺寸稳定和耐冲击性，远远优质于其他材料。这些特性使得镁合金在广泛领域都有应用，比如交通运输领域，电子工业，医疗领域，军事工业等，镁合金之所以能够获得广泛的应用，是因为它的密度小，比铝小1/3，尺寸稳定性好，能够承受较大的冲击载荷，但是在日常使用和实践中，镁合金容易发生腐蚀，使用寿命比较短，所以急需一种高强度耐腐蚀的镁合金。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强度耐腐蚀的镁合金，其具备拉伸强度大和硬度高的特点。
本发明的另一个目的是提供上述镁合金的制备方法。
本发明所采用的第一种技术方案是：一种高强度耐腐蚀的镁合金，按照质量百分比由以下组分组成：Mg 95～98wt％，Al 1～3wt％，Sn 0.5～1wt％，WC 0.5～1wt％，以上组分的质量百分比为100％。
本发明所采用第一种技术方案的特点还在于，
Mg为经过雾化的镁粉。
本发明所采用的第二种技术方案是，一种高强度耐腐蚀的镁合金的制备方法，按照以下步骤具体制备：
步骤1、按照质量百分比分别Mg 95～98wt％，Al 1～3wt％，Sn 0.5～1wt％，WC0.5～1wt％，以上组分的质量百分比为100％；
步骤2、将步骤1称取好的Mg块进行雾化，得到雾化镁粉；
步骤3、将步骤1称取好的Al、Sn和WC混合，并在真空条件下球磨，得到混合物料；
步骤4、将步骤2雾化镁粉和步骤3得到的混合物料进行热处理，再根据不同的尺寸要求加工为棒材，即得到本发明的高强度耐腐蚀的镁合金。
本发明所采用第二种技术方案的特点还在于，
步骤2中雾化的具体过程为：将镁块置于坩埚中，在真空环境下进行熔炼，熔炼温度为700～800℃，升温速率为200℃/30分钟，雾化压力为0.5～1Mpa。
真空环境为氩气、氮气或氮气与氩气的混合气体。
氮气与氩气的体积比为1:1～2。
步骤3中球磨时间为2～3h，真空环境为氩气或氖气，真空压力为0.5～3Mpa。
步骤4中热处理的具体过程为，先升温至200～350℃，保温3～5h，再升温至500～650℃，再保温3～5h，冷却至室温即可。
本发明的有益效果是：本发明以雾化镁粉为主要原料来制备镁合金，通过掺杂WC来有效提高合金的硬度，通过压差、热处理等过程，有效的提高了合金的紧固性，能够有效的提高合金的使用寿命，本发明制备的镁合金，其拉伸性能和硬度均大于同类产品，具有较高的力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种高强度耐腐蚀的镁合金，其特征在于，按照质量百分比由以下组分组成：Mg95～98wt％，Al 1～3wt％，Sn 0.5～1wt％，WC 0.5～1wt％，以上组分的质量百分比为100％。
一种高强度耐腐蚀的镁合金的制备方法，按照以下步骤具体制备：
步骤1、按照质量百分比分别Mg 95～98wt％，Al 1～3wt％，Sn 0.5～1wt％，WC0.5～1wt％，以上组分的质量百分比为100％。
步骤2、将步骤1称取好的Mg块置于坩埚中，在真空环境下进行熔炼，熔炼温度为700～800℃，升温速率为200℃/30分钟，雾化压力为0.5～1Mpa，即制备出雾化镁粉。
真空环境为氩气、氮气或氮气与氩气的混合气体，当使用混合气体时，氮气与氩气的体积比为1:1～2。
步骤3、将步骤1称取好的Al、Sn和WC混合，并在真空条件下球磨2～3h，得到混合物料。
真空环境为氩气或氖气，真空压力为0.5～3Mpa。
步骤4、将步骤2雾化镁粉和步骤3得到的混合物料进行热处理，先升温至200～350℃，保温3～5h，再升温至500～650℃，再保温3～5h，冷却至室温，再根据不同的尺寸要求加工为棒材，即得到本发明的高强度耐腐蚀的镁合金。
实施例1
一种高强度耐腐蚀的镁合金的制备方法，按照以下步骤具体制备：
步骤1、按照质量百分比分别Mg 95wt％，Al 3wt％，Sn 1wt％，WC 1wt％，以上组分的质量百分比为100％。
步骤2、将步骤1称取好的Mg块置于坩埚中，在氩气环境下进行熔炼，熔炼温度为700℃，升温速率为200℃/30分钟，雾化压力为1Mpa，即制备出雾化镁粉。
步骤3、将步骤1称取好的Al、Sn和WC混合，并在0.5Mpa氩气条件下球磨2h，得到混合物料。
步骤4、将步骤2雾化镁粉和步骤3得到的混合物料进行热处理，先升温至250℃，保温3h，再升温至500℃，再保温4h，冷却至室温，再根据不同的尺寸要求加工为棒材，即得到本发明的高强度耐腐蚀的镁合金。
实施例2
一种高强度耐腐蚀的镁合金的制备方法，按照以下步骤具体制备：
步骤1、按照质量百分比分别Mg97wt％，Al 1.5wt％，Sn 0.7wt％，WC0.8wt％，以上组分的质量百分比为100％。
步骤2、将步骤1称取好的Mg块置于坩埚中，在氮气环境下进行熔炼，熔炼温度为750℃，升温速率为200℃/30分钟，雾化压力为0.5Mpa，即制备出雾化镁粉。
步骤3、将步骤1称取好的Al、Sn和WC混合，并在2.5Mpa氖气条件下球磨3h，得到混合物料。
步骤4、将步骤2雾化镁粉和步骤3得到的混合物料进行热处理，先升温至200℃，保温4h，再升温至650℃，再保温5h，冷却至室温，再根据不同的尺寸要求加工为棒材，即得到本发明的高强度耐腐蚀的镁合金。
实施例3
一种高强度耐腐蚀的镁合金的制备方法，按照以下步骤具体制备：
步骤1、按照质量百分比分别Mg 998wt％，Al 1wt％，Sn 0.5wt％，WC 0.5～wt％，以上组分的质量百分比为100％。
步骤2、将步骤1称取好的Mg块置于坩埚中，在真空环境下进行熔炼，熔炼温度为800℃，升温速率为200℃/30分钟，雾化压力为1Mpa，即制备出雾化镁粉。
上述真空环境为氮气和氩气的混合气体，氮气与氩气的体积比为1:1。
步骤3、将步骤1称取好的Al、Sn和WC混合，并在3Mpa氖气条件下球磨2.5h，得到混合物料。
步骤4、将步骤2雾化镁粉和步骤3得到的混合物料进行热处理，先升温至350℃，保温5h，再升温至600℃，再保温3h，冷却至室温，再根据不同的尺寸要求加工为棒材，即得到本发明的高强度耐腐蚀的镁合金。
实施例4
一种高强度耐腐蚀的镁合金的制备方法，按照以下步骤具体制备：
步骤1、按照质量百分比分别Mg 998wt％，Al 1wt％，Sn 0.5wt％，WC 0.5～wt％，以上组分的质量百分比为100％。
步骤2、将步骤1称取好的Mg块置于坩埚中，在真空环境下进行熔炼，熔炼温度为800℃，升温速率为200℃/30分钟，雾化压力为1Mpa，即制备出雾化镁粉。
上述真空环境为氮气和氩气的混合气体，氮气与氩气的体积比为1：2。
步骤3、将步骤1称取好的Al、Sn和WC混合，并在3Mpa氖气条件下球磨2.5h，得到混合物料。
步骤4、将步骤2雾化镁粉和步骤3得到的混合物料进行热处理，先升温至350℃，保温5h，再升温至600℃，再保温3h，冷却至室温，再根据不同的尺寸要求加工为棒材，即得到本发明的高强度耐腐蚀的镁合金。
本发明制备的合金进行性能测试，其结果详见表1：
表1.镁合金的性能测试
Figure BDA0002318046570000061
现有的镁合金的拉伸强度一般为250Mpa左右，由表1数据可知，实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的拉伸强度均大于一般镁合金，其硬度也比一般的硬度高，实施例3和实施例4的参数处氮气与氩气体积比不同之外，其他参数均相同，说明在熔炼过程中，使用混合气体更能提高合金的性能，而且氩气的量大于氮气的量时，性能更加优越。
通过模拟镁合金的日常损耗，将本发明制备的合金于25～30摄氏度和0～5摄氏度下放置1一周，再模拟雨水天气测试一周后，测量其拉伸强度和硬度，其结果与刚制备的合金几乎相同，所以本发明制备的镁合金具有较高的强度，而且可在高温的环境中合金不易受损，有效的提高了镁合金的使用寿命。

Claims (8)

1.一种高强度耐腐蚀的镁合金，其特征在于，按照质量百分比由以下组分组成：Mg 95～98wt％，Al 1～3wt％，Sn 0.5～1wt％，WC 0.5～1wt％，以上组分的质量百分比为100％。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀的镁合金，其特征在于，所述Mg为经过雾化的镁粉。
3.一种权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀的镁合金的制备方法，其特征在于，按照以下步骤具体制备：
步骤1、按照质量百分比分别Mg 95～98wt％，Al 1～3wt％，Sn 0.5～1wt％，WC 0.5～1wt％，以上组分的质量百分比为100％；
步骤2、将步骤1称取好的Mg块进行雾化，得到雾化镁粉；
步骤3、将步骤1称取好的Al、Sn和WC混合，并在真空条件下球磨，得到混合物料；
步骤4、将步骤2雾化镁粉和步骤3得到的混合物料进行热处理，再根据不同的尺寸要求加工为棒材，即得到本发明的高强度耐腐蚀的镁合金。
4.一种权利要求3所述的一种高强度耐腐蚀的镁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤2中雾化的具体过程为：将镁块置于坩埚中，在真空环境下进行熔炼，熔炼温度为700～800℃，升温速率为200℃/30分钟，雾化压力为0.5～1Mpa。
5.一种权利要求4所述的一种高强度耐腐蚀的镁合金的制备方法，其特征在于，所述真空环境为氩气、氮气或氮气与氩气的混合气体。
6.一种权利要求5所述的一种高强度耐腐蚀的镁合金的制备方法，其特征在于，所述氮气与氩气的体积比为1:1～2。
7.一种权利要求3所述的一种高强度耐腐蚀的镁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤3中球磨时间为2～3h，真空环境为氩气或氖气，真空压力为0.5～3Mpa。
8.一种权利要求3所述的一种高强度耐腐蚀的镁合金的制备方法，其特征在于，所述步骤4中热处理的具体过程为，先升温至200～350℃，保温3～5h，再升温至500～650℃，再保温3～5h，冷却至室温即可。
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