CN112941349A

CN112941349A - 高韧耐腐性镁合金制备工艺

Info

Publication number: CN112941349A
Application number: CN202110216305.6A
Authority: CN
Inventors: 巩绪平; 汪剑; 袁伟强
Original assignee: Huizhou Yunhai Magnesium Co ltd
Current assignee: Huizhou Yunhai Magnesium Co ltd
Priority date: 2021-02-26
Filing date: 2021-02-26
Publication date: 2021-06-11

Abstract

本发明揭示了一种高韧耐腐性镁合金制备工艺，其包括步骤S1至步骤S7。本发明的高韧耐腐性镁合金制备工艺的工艺简单，企业生产成本低；并且，本发明添加了富钕稀土与富镱重稀土，提升了镁合金的抗拉伸强度、屈服强度和伸长率；添加了富镧稀土，提升了镁合金的耐腐蚀性能；添加了富铈稀土，提升了镁合金的抗蠕变性能和耐热性能；添加了富铍稀土，提升了镁合金阻燃性能，使得镁合金具有优异的物理性能和化学性能，适于镁合金的大规模应用和推广。

Description

高韧耐腐性镁合金制备工艺

技术领域

本发明涉及镁合金制备工艺技术领域，特别是涉及一种高韧耐腐性镁合金制备工艺。

背景技术

镁是继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料，镁是活泼性极强的金属材料，工程应用时，主要以镁合金的形式应用。镁合金主要元素是金属镁和铝，再掺入少量的其它材料来加强其硬度，镁合金的导热性能和强度尤为突出，镁合金板质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强，能充分满足电子产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求，镁合金广泛应用于汽车工业、航天航空、3C电子产品以及武器装备等领域。但是，镁合金拉伸强度和屈服强度低，由于金属镁为活泼性极强的金属，其耐腐蚀性能较差，限制了其在工业领域的应用，并且，现有镁合金制备工艺复杂，企业生产制造成本高，进一步限制了镁合金的应用。

发明内容

基于此，有必要针对现有镁合金的技术问题，提供一种高韧耐腐性镁合金制备工艺。

一种高韧耐腐性镁合金制备工艺，其包括以下步骤：

S1：按照预定重量百分比准备镁合金、纯镁锭、富钕稀土、富镱重稀土、富镧稀土、富铈稀土以及富铍稀土作为原材料；

S2：取镁合金投入高温熔炼炉内，高温熔炼炉内温度加热至600摄氏度至700摄氏度，镁合金融化为液体；

S3：镁合金融化为液体后，高温熔炼炉内温度继续加热至1000摄氏度至1200摄氏度，加入纯镁锭；

S4：纯镁锭融化为液体后，依序加入富钕稀土、富镱重稀土、富镧稀土、富铈稀土以及富铍稀土；

S5：依序加入富钕稀土、富镱重稀土、富镧稀土、富铈稀土以及富铍稀土后，保持高温熔炼炉内温度为1000摄氏度至1200摄氏度，高温熔炼炉内形成镁合金浇铸液，高温熔炼炉内压强保持800至1000Pa，熔炼镁合金浇铸液至预定时间；

S6：熔炼镁合金浇铸液至预定时间后，高温熔炼炉内温度下降至550至600摄氏度；

S7：取镁合金浇铸液浇铸至模具，镁合金浇铸液于模具内冷却成型，完成制造预定规格高韧耐腐性镁合金锭的工作。

在本发明的一实施例中，所述的镁合金、纯镁锭、富钕稀土、富镱重稀土、富镧稀土、富铈稀土以及富铍稀土的重量百分比为80%-85%、3%-10%、0.1%-0.5%、0.1%-0.5%、0.5%-1.5%、0.5%-1.5%以及0.1%-0.5%。

在本发明的一实施例中，所述的镁合金、纯镁锭、富钕稀土、富镱重稀土、富镧稀土、富铈稀土以及富铍稀土的重量百分比为81%-84%、5%-7%、0.2%-0.4%、0.2%-0.4%、0.5%-1%、0.5%-1%以及0.3%-0.5%。

在本发明的一实施例中，所述的镁合金、纯镁锭、富钕稀土、富镱重稀土、富镧稀土、富铈稀土以及富铍稀土的重量百分比为83%、6%、0.3%、0.4%、1%、0.8%以及0.3%。

在本发明的一实施例中，所述的S5中，熔炼镁合金浇铸液的预定时间为2小时。

本发明的高韧耐腐性镁合金制备工艺的工艺简单，企业生产成本低；并且，本发明添加了富钕稀土与富镱重稀土，提升了镁合金的抗拉伸强度、屈服强度和伸长率；添加了富镧稀土，提升了镁合金的耐腐蚀性能；添加了富铈稀土，提升了镁合金的抗蠕变性能和耐热性能；添加了富铍稀土，提升了镁合金阻燃性能，使得镁合金具有优异的物理性能和化学性能，适于镁合金的大规模应用和推广。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明揭露了一种高韧耐腐性镁合金制备工艺，高韧耐腐性镁合金制备工艺包括以下步骤：

S1：按照重量百分比为80%-85%的镁合金、3%-10%的纯镁锭、0.1%-0.5%的富钕稀土、0.1%-0.5%的富镱重稀土、0.5%-1.5%的富镧稀土、0.5%-1.5%的富铈稀土以及0.1%-0.5%的富铍稀土作为准备原材料。

富钕重稀土中的钕元素能有效的细化镁合金的显微组织，使得镁合金相减少和变细，钕元素优先与镁合金中的铝元素反应生成颗粒状的钕铝化合物相，有效地提升镁合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率；并且，富钕稀土的质量百分比超过0.5%，造成过量的钕元素消耗过多镁合金中的铝元素，反应生成的钕铝化合物相粗化，使得镁合金的力学性能下降；，富钕稀土的质量百分比低于0.1%，造成钕元素与镁合金中的铝元素反应生成颗粒状的钕铝化合物相不足，造成镁合金的力学性能下降；因此，富钕稀土的含量介于0.1%-0.5%最为合适。

富镱重稀土中的镱元素在镁合金中，晶界与相界扩散渗透性减小，相界的凝聚作用减慢，并且，镁合金第二相在整个持续时间内错位运动的有效保证，减少镁合金表面氧化物的集中，改变镁合金结晶晶格的参数，从而使镁合金具有优良的抗氧化性能，使得镁合金具有优秀的力学性能和化学性能。

富镧稀土中的镧元素在镁合金中，镧元素加入镁合金，形成具有类网状结构的β相，β相有效地抑制镁合金的腐蚀过程，从而提升镁合金的耐腐蚀性能；但是，当富镧稀土含量超过1.5%时，镁合金基体会形成贫铝区，使得镁合金的腐蚀速率明显增大，恶化镁合金的耐腐蚀性能，因此，富镧稀土的百分比含量介于0.5%-1.5%最为合适。

富铈稀土中的铈元素与镁合金中的铝元素反应，生产铝铈化合物，从而减少镁合金中的镁铝相，进而提升镁合金的耐高温性能，并且，铝铈化合物具有较高的熔点，并且，铝铈化合物在镁基体中的扩散速度慢，因此具有优异的热稳定性，有效钉扎住晶界而阻碍晶界滑动，从而提升镁合金的耐高温性能。

富铍稀土中的铍元素可有效的提升镁合金的超燃温度，镁合金加入铍元素，其超燃温度提升近300摄氏度，使得镁合金可直接在大气中熔炼，减少镁合金传统熔炼浇筑过程中采用的熔剂和SF6等气体保护，减少镁合金生产过程中的环境污染。

S2：取镁合金投入高温熔炼炉内，高温熔炼炉内温度加热至600摄氏度至700摄氏度，镁合金融化为液体。

S3：镁合金融化为液体后，高温熔炼炉内温度继续加热至1000摄氏度至1200摄氏度，加入纯镁锭。

S4：纯镁锭融化为液体后，依序加入预定重量百分比的富钕稀土、富镱重稀土、富镧稀土、富铈稀土以及富铍稀土。

S5：依序加入富钕稀土、富镱重稀土、富镧稀土、富铈稀土以及富铍稀土后，保持高温熔炼炉内温度为1000摄氏度至1200摄氏度，高温熔炼炉内形成镁合金浇铸液，高温熔炼炉内压强保持800至1000Pa，熔炼镁合金浇铸液2小时。

S6：熔炼镁合金浇铸液至预定时间后，高温熔炼炉内温度下降至550至600摄氏度。

实施例1

在本发明实施例1中，高韧耐腐性镁合金制备工艺包括以下步骤：

S1：按照重量百分比为81%的镁合金、5%的纯镁锭、0.2%的富钕稀土、0.2%的富镱重稀土、0.5%的富镧稀土、0.5%的富铈稀土以及0.3%的富铍稀土作为准备原材料。

S2：取镁合金投入高温熔炼炉内，高温熔炼炉内温度加热至650摄氏度，镁合金融化为液体。

S3：镁合金融化为液体后，高温熔炼炉内温度继续加热至1200摄氏度，加入纯镁锭。

S5：依序加入富钕稀土、富镱重稀土、富镧稀土、富铈稀土以及富铍稀土后，保持高温熔炼炉内温度为1000摄氏度，高温熔炼炉内形成镁合金浇铸液，高温熔炼炉内压强保持1000Pa，熔炼镁合金浇铸液2小时。

S6：熔炼镁合金浇铸液至预定时间后，高温熔炼炉内温度下降至550摄氏度。

实施例2

在本发明实施例2中，高韧耐腐性镁合金制备工艺包括以下步骤：

S1：按照重量百分比为83%的镁合金、6%的纯镁锭、0.3%的富钕稀土、0.4%的富镱重稀土、1%的富镧稀土、0.8%的富铈稀土以及0.3%的富铍稀土作为准备原材料。

实施例3

在本发明实施例3中，高韧耐腐性镁合金制备工艺包括以下步骤：

S1：按照重量百分比为84%的镁合金、7%的纯镁锭、0.4%的富钕稀土、0.4%的富镱重稀土、1%的富镧稀土、0.4%的富铈稀土以及0.5%的富铍稀土作为准备原材料。

实施例4

在本发明实施例4中，高韧耐腐性镁合金制备工艺包括以下步骤：

S1：按照重量百分比为85%的镁合金、10%的纯镁锭、0.5%的富钕稀土、0.5%的富镱重稀土、1.5%的富镧稀土、1.5%的富铈稀土以及0.5%的富铍稀土作为准备原材料。

综上所述，在本发明一或多个实施例中，本发明的高韧耐腐性镁合金制备工艺的工艺简单，企业生产成本低；并且，本发明添加了富钕稀土与富镱重稀土，提升了镁合金的抗拉伸强度、屈服强度和伸长率；添加了富镧稀土，提升了镁合金的耐腐蚀性能；添加了富铈稀土，提升了镁合金的抗蠕变性能和耐热性能；添加了富铍稀土，提升了镁合金阻燃性能，使得镁合金具有优异的物理性能和化学性能，适于镁合金的大规模应用和推广。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对应本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种高韧耐腐性镁合金制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高韧耐腐性镁合金制备工艺，其特征在于，所述镁合金、纯镁锭、富钕稀土、富镱重稀土、富镧稀土、富铈稀土以及富铍稀土的重量百分比为80%-85%、3%-10%、0.1%-0.5%、0.1%-0.5%、0.5%-1.5%、0.5%-1.5%以及0.1%-0.5%。

3.根据权利要求2所述的高韧耐腐性镁合金制备工艺，其特征在于，所述镁合金、纯镁锭、富钕稀土、富镱重稀土、富镧稀土、富铈稀土以及富铍稀土的重量百分比为81%-84%、5%-7%、0.2%-0.4%、0.2%-0.4%、0.5%-1%、0.5%-1%以及0.3%-0.5%。

4.根据权利要求3所述的高韧耐腐性镁合金制备工艺，其特征在于，所述镁合金、纯镁锭、富钕稀土、富镱重稀土、富镧稀土、富铈稀土以及富铍稀土的重量百分比为83%、6%、0.3%、0.4%、1%、0.8%以及0.3%。

5.根据权利要求1所述的高韧耐腐性镁合金制备工艺，其特征在于，所述S5中，熔炼镁合金浇铸液的预定时间为2小时。