CN111979460A

CN111979460A - 一种高强韧镁合金材料建筑模板及其制备方法

Info

Publication number: CN111979460A
Application number: CN202010678732.1A
Authority: CN
Inventors: 彭良; 罗福林; 高卫; 邓光跃
Original assignee: Hunan Yunlun Technology Co ltd
Current assignee: Hunan Yunlun Technology Co ltd
Priority date: 2020-07-15
Filing date: 2020-07-15
Publication date: 2020-11-24

Abstract

本发明公开了一种高强韧镁合金材料建筑模板及其制备方法，该高强韧镁合金材料建筑模板的成分及其质量百分比为：铝6.6％～7.4％，锡1.7％～2.4％，锰0.15％～0.35％，铁≤0.003％，硅≤0.02％，镍≤0.002％，余量为镁。该制备方法包括S1吹砂预热、S2熔炼、S3真空压铸、S4固溶处理。本发明得到的镁合金材料建筑模板具有强度高，韧性好，重量轻，板面幅面大，一体成型、无需焊接，施工方便，使用寿命长，耐腐蚀，节能环保，周转次数高，施工质量高和施工效率高的特点；且该制备方法进行了真空压铸工艺、固溶处理工艺的优化，可以有效确保产品的力学性能。

Description

一种高强韧镁合金材料建筑模板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑模板，特别涉及一种高强韧镁合金材料建筑模板及其制备方法。

背景技术

目前建筑模板市场，金属模板取代木、竹模板趋势比较明显；在金属建筑模板市场，目前铝合金应用比较成熟。镁合金材料具有比强度、比刚度高、电磁屏蔽能力强、减震性能好、资源丰富、阻尼性能、铸造性能、切削加工性能优良及易回收、无污染等一系列优点，被誉为“21世纪绿色环保工程材料”。

然而，我国在镁合金材料建筑模板的生产、开发及应用方面严重不足，我国镁合金材料建筑模板的发展有很大空间。目前普通压铸镁合金材料存在绝对强度低，韧性差等缺陷，限制了镁合金材料模板的应用。随着当今市场对金属建筑模板轻量化要求的进一步提高且铝合金模板需增加焊接工序，鉴于镁合金本身密度比铝合金轻，密度约为铝合金的2/3，镁合金建筑模板无需焊接工序，市场对高强韧压铸镁合金材料模板的呼声越来越强烈。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，第一方面本发明提出一种强度高、韧性好、耐腐蚀、节能环保且周转次数多的高强韧镁合金材料建筑模板。

第二方面，本发明提出一种高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法，能够提高产品质量。

根据本发明第一方面实施例的高强韧镁合金材料建筑模板，所述高强韧镁合金材料建筑模板的成分及其质量百分比为：铝6.6％～7.4％，锡1.7％～2.4％，锰0.15％～0.35％，铁≤0.003％，硅≤0.02％，镍≤0.002％，余量为镁。

根据本发明的实施例，至少具有如下技术效果：

采用上述成分及质量百分比的高强韧镁合金材料建筑模板具有强度高，韧性好，重量轻，板面幅面大，一体成型、无需焊接，施工方便，使用寿命长，耐腐蚀，节能环保，周转次数高，施工质量高和施工效率高的特点，实用性强。

根据本发明第二方面实施例的一种高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法，用于生产上述高强韧镁合金材料建筑模板，具体包括：

S1吹砂预热：将镁锭、压铸料饼吹砂后预热至200℃±10℃；

S2熔炼：将镁锭与压铸料饼预热后按照重量之比不小于6：4投入电阻熔化炉熔化室熔化，温度升至350℃时，通入SF₆和N₂保护气体，熔化炉保温室温度控制在667℃～693℃；

S3真空压铸：将熔化炉保温室溶体定量浇注至压铸机压室压铸；

S4固溶处理。

根据本发明的实施例，至少具有如下技术效果：

采用上述施工步骤的高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法，进行了熔炼工艺、真空压铸工艺、固溶处理工艺的优化，能够确保产品的力学性能，生产出前述实施例的高强韧镁合金材料建筑模板。

根据本发明的一些实施例，所述镁锭的含铁量小于0.003％。

根据本发明的一些实施例，SF₆体积分数为0.10～0.18％。

根据本发明的一些实施例，在步骤S3真空压铸时，模具预热至200～220℃，第一阶段压射冲头以0.18～0.22m/s的速度使金属液充满压室前端，堆积于内浇口前沿，模具型腔抽真空至绝对气压5.5～7.5kpa，第二阶段以6.5～7.5m/s的速度充满型腔，第三阶段增压并在50～60Mpa静压力下保压凝固。

根据本发明的一些实施例，在步骤S4固溶处理时，切边、整形后预热至350～370℃，保温2h，再升至固溶温度385～415℃，固溶时间18～20h，固溶结束后冷却至室温。

根据本发明的一些实施例，预热和固溶过程中通入保护气体。

根据本发明的一些实施例，固溶结束后采用空冷方式冷却至室温。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，在本发明的描述中，需要理解的是，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提出一种高强韧镁合金材料建筑模板，高强韧镁合金材料建筑模板的成分及其质量百分比为：铝6.6％～7.4％，锡1.7％～2.4％，锰0.15％～0.35％，铁≤0.003％，硅≤0.02％，镍≤0.002％，余量为镁。

另外，本发明还提出一种高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法，用于生产上述高强韧镁合金材料建筑模板，具体包括：

S1吹砂预热：将镁锭、压铸料饼吹砂后预热至200℃±10℃；

S2熔炼：将镁锭与压铸料饼预热后按照重量之比不小于6：4投入电阻熔化炉熔化室熔化，温度升至350℃时，通入SF₆和N₂保护气体，SF₆体积分数为0.10～0.18％，熔化炉保温室温度控制在667℃～693℃；

S3真空压铸：将熔化炉保温室溶体定量浇注至压铸机压室压铸，模具预热至200～220℃，第一阶段压射冲头以0.18～0.22m/s的速度使金属液充满压室前端，堆积于内浇口前沿，模具型腔抽真空至绝对气压5.5～7.5kpa，第二阶段以6.5～7.5m/s的速度充满型腔，第三阶段增压并在50～60Mpa静压力下保压凝固；

S4固溶处理：切边、整形后预热至350～370℃，保温2h，再升至固溶温度385～415℃，固溶时间18～20h，预热和固溶过程中通入保护气体，固溶结束后空冷至室温。

采用上述制备方法生产上述成分的镁合金材料建筑模板，具有以下优点：

(1)本发明得到的镁合金材料建筑模板具有强度高，韧性好，重量轻，板面幅面大，一体成型、无需焊接，施工方便，使用寿命长，耐腐蚀，节能环保，周转次数高，施工质量高和施工效率高的特点；

(2)本发明提供了一种高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法，进行了熔炼工艺、真空压铸工艺、固溶处理工艺的优化，确保产品的力学性能；

(3)本发明中严格控制各成分的含量，保证镁合金材料建筑模板的机械性能；

(4)本发明的镁合金材料建筑模板，室温下，其抗拉强度达到275Mpa,屈服强度达到201Mpa,断后延伸率达到10.5％；一体成型、无需焊接。

以下提供多个具体示例来体现上述优点。

实施例一

高强韧镁合金材料建筑模板的成分及其质量百分比为:铝6.7％，锡1.7％，锰0.15％，铁≤0.003％，镍≤0.002％，硅≤0.02％，余量为镁。

高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法包含以下步骤：

S1吹砂预热：将含铁量＜0.003％的镁锭，压铸料饼吹砂并预热至200℃左右。

S2熔炼：将镁锭、压铸料饼预热后按照重量之比6：4投入电阻熔化炉熔化室。温度升至350℃时，自动通入SF₆和N₂保护气体，SF₆体积分数为0.10％。熔化炉保温室温度控制在670±3℃。

S3真空压铸：将熔化炉保温室溶体定量浇注至压铸机压室，模具预热至220℃。第一阶段压射冲头以0.18m/s的速度使金属液充满压室前端，堆积于内浇口前沿，模具型腔抽真空至绝对气压7.5kPa；第二阶段以6.5m/s的速度充满型腔；第三阶段增压并在50Mpa静压力下保压直至凝固。

S4固溶处理：切边、整形后预热至350℃保温2h,再缓慢升至固溶温度390±5℃，固溶时间18h，预热和固溶过程中通入保护气体进行保护，固溶结束后空冷至室温。随后进行拉伸性能测试，取得的式样：宽度为12.5mm,厚度为6.41mm,原始横截面积为80.13mm^2,测得结果如下：抗拉强度260Mpa、屈服强度188Mpa、断后伸长率9.2％。

实施例二

高强韧镁合金材料建筑模板的成分及其质量百分比为:铝7.4％，锡2.4％，锰0.35％，铁≤0.003％，镍≤0.002％，硅≤0.02％，余量为镁。

高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法包含以下步骤：

S2熔炼：将镁锭与压铸料饼预热后按照重量之比7:3投入电阻熔化炉熔化室。温度升至350℃时，自动通入SF₆和N₂保护气体，SF₆体积分数为0.18％。熔化炉保温室温度控制在690±3℃。

S3真空压铸：将熔化炉保温室溶体定量浇注至压铸机压室，模具预热至200℃。第一阶段压射冲头以0.22m/s的速度使金属液充满压室前端，堆积于内浇口前沿，模具型腔抽真空至绝对气压6.5kPa；第二阶段以7.0m/s的速度充满型腔；第三阶段增压并在55Mpa静压力下保压直至凝固。

S4固溶处理：切边、整形后预热至370℃保温2h,再缓慢升至固溶温度410±5℃，固溶时间19h，固溶结束后空冷至室温。随后进行拉伸性能测试，取得的式样：宽度为12.5mm,厚度为6.43mm,原始横截面积为80.38mm^2,测得结果如下：抗拉强度266Mpa、屈服强度194Mpa、断后伸长率9.8％。

实施例三

高强韧镁合金材料建筑模板的成分及其质量百分比为:铝7.0％，锡2.0％，锰0.25％，铁≤0.003％，镍≤0.001％，硅≤0.02％，余量为镁。

高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法包含以下步骤：

S2熔炼：将镁锭与压铸料饼预热后按照重量之比7:3投入电阻熔化炉熔化室。温度升至350℃时，自动通入SF₆和N₂保护气体，SF₆体积分数为0.15％。熔化炉保温室温度控制在680±3℃。

S3真空压铸：将熔化炉保温室溶体定量浇注至压铸机压室，模具预热至210℃。第一阶段压射冲头以0.20m/s的速度使金属液充满压室前端，堆积于内浇口前沿，模具型腔抽真空至绝对气压5.5kPa；第二阶段以7.5m/s的速度充满型腔；第三阶段增压并在60Mpa静压力下保压直至凝固。

S4固溶处理：切边、整形后预热至360℃保温2h,再缓慢升至固溶温度400±5℃，固溶时间20h，固溶结束后空冷至室温。

随后进行拉伸性能测试，取得的式样：宽度为12.5mm,厚度为6.44mm,原始横截面积为80.50mm^2,测得结果如下：抗拉强度275Mpa、屈服强度201Mpa、断后伸长率10.5％。

综合上述测试结果可知，采用本发明中的成分及质量百分比的高强韧镁合金材料建筑模板以及采用本发明的高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法生产出来的高强韧镁合金材料建筑模板的性能优于传统建筑模板，实用性强。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种高强韧镁合金材料建筑模板，其特征在于，所述高强韧镁合金材料建筑模板的成分及其质量百分比为：铝6.6％～7.4％，锡1.7％～2.4％，锰0.15％～0.35％，铁≤0.003％，硅≤0.02％，镍≤0.002％，余量为镁。

2.一种高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法，其特征在于，用于生产权利要求1所述的高强韧镁合金材料建筑模板，具体包括：

S1吹砂预热：将镁锭、压铸料饼吹砂后预热至200℃±10℃；

S4固溶处理。

3.根据权利要求2所述的高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法，其特征在于：所述镁锭的含铁量小于0.003％。

4.根据权利要求2所述的高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法，其特征在于：SF₆体积分数为0.10～0.18％。

5.根据权利要求2所述的高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法，其特征在于：在步骤S3真空压铸时，模具预热至200～220℃，第一阶段压射冲头以0.18～0.22m/s的速度使金属液充满压室前端，堆积于内浇口前沿，模具型腔抽真空至绝对气压5.5～7.5kpa，第二阶段以6.5～7.5m/s的速度充满型腔，第三阶段增压并在50～60Mpa静压力下保压凝固。

6.根据权利要求2所述的高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法，其特征在于：在步骤S4固溶处理时，切边、整形后预热至350～370℃，保温2h，再升至固溶温度385～415℃，固溶时间18～20h，固溶结束后冷却至室温。

7.根据权利要求6所述的高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法，其特征在于：预热和固溶过程中通入保护气体。

8.根据权利要求6所述的高强韧镁合金材料建筑模板的制备方法，其特征在于：固溶结束后采用空冷方式冷却至室温。