CN1156592C - 强韧阻燃镁合金 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种镁合金材料，特别是涉及一种强韧阻燃镁合金材料。本发明强韧阻燃镁合金，组分包括Al、Zn、Mn、RE、Mg，其组分重量百分比含量为：5.6～9.5Al、0.6～1.0RE、0.1～1.0Zn、0.05～0.5Mn，限制杂质元素：Si≤0.05、Fe≤0.005、Cu≤0.015、Ni≤0.002，其余为Mg。该合金可在没有防燃保护措施的条件下熔炼，也即在大气中直接熔炼的条件下能够实现；不需要防燃保护措施直接用于压铸工艺；不需要保护措施就可以在空气中热处理、高速切削加工。本发明的燃点大于750℃，室温抗拉强度大于230MPa，伸长率大于5%，既具有较好的防燃性，又具有优良的力学性能。

Description

强韧阻燃镁合金

技术领域

本发明涉及一种镁合金材料，特别是涉及一种强韧阻燃镁合金材料。

背景技术：在现有的金属结构材料中，镁合金具有比重轻、比强度和比刚度高，阻尼、切削加工、铸造性能好等优点。但镁合金的应用受到以下因素的制约：一是镁合金的强韧不够理想，一是镁合金易燃，特别是由于镁极为活泼，镁合金在熔炼和加工过程中极容易氧化燃烧，因此，必须采取阻燃溶剂或在保护气氛下熔炼镁合金。镁合金阻燃溶剂的成分主要是卤盐，它在熔炼过程中使合金产生熔剂夹杂，降低合金的性能，而且产生有毒腐蚀气体，造成严重的环境污染。在保护气氛下熔炼镁合金，要求设备复杂、投资大，同样会产生有害气体。此外，镁合金的其他加工过程也需要有严格的防燃保护措施，例如，镁合金压铸过程中必须有严格的防燃保护，镁合金的热处理需要在保护性气氛下进行。英国专利776649认为：如果表面有氧化膜，这种镁合金熔炼时就不会燃烧，Be和Ca能够改善镁合金的抗氧化性。Be虽然阻燃效果好，但在熔炼过程中将产生有毒腐蚀气体，对人体、环境造成严重的损害，同时使晶粒粗化，恶化合金的机械性能，并增大热裂倾向，而加Ca的镁合金液受到搅动和冲击后容易发生燃烧，并且，机械性能也会降低。公告号为CN1241643A公开的专利申请(申请号：991138635)认为加Be、RE、Sr能改善镁合金的抗氧性，可在大气下熔炼，RE、Sr对抗裂性虽有有益作用，但合金的室温强度低于现用的镁合金。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出一种即可在无防燃保护措施下熔炼，同时又具有比现有的镁合金强韧性优良的强韧阻燃镁合金。

实现本发明上述目的技术方案是：在无防燃保护措施下熔炼时，也即在大气中直接熔炼时，通过加入一定的阻燃及其他元素和运用相应的工艺方法，使镁合金表面生成致密的保护性氧化膜，从而阻止合金氧化燃烧的合金化途径，同时，由于本发明充分利用了RE对镁合金阻燃性的有益作用，同时利用RE细化晶粒的作用，提高镁合金的强韧性；RE对提高抗裂性的有益作用，以及RE与Al、Zn、Mn元素的合理搭配，从而保证了本发明的阻燃性、优良的强韧性和良好的流动性、抗热裂性。从而获得能在大气中直接熔炼、适合于各种压铸方法压铸成形、热处理、高速切削和加工性能良好的阻燃强韧镁合金及其熔炼和压铸工艺。本发明包括两大部分内容：

本发明强韧阻燃镁合金，组分包括Al、Zn、Mn、RE、Mg，其组分重量百分比含量为：5.6～9.5Al、0.6～1.0RE、0.1～1.0Zn、0.05～0.5Mn，限制杂质元素：Si≤0.05、Fe≤0.005、Cu≤0.015、Ni≤0.002，其余为Mg。

本发明的熔炼工艺为：在大气中直接熔炼的条件下，在熔炼炉中加入干燥的工业纯镁，同时，在炉内撒入少量镁合金熔炼用覆盖剂，待镁全部化清后，加入阻燃合金元素和强化合金元素RE、Zn、Mn，其中，RE、Zn、Mn元素分别以Al～富铈混合稀土中间合金和工业纯Zn、Al～Mn中间合金的形式加入。待合金元素全部融化后，搅拌合金液使其成分均匀，然后浇注成分分析式样分析合金成分，合格后，当合金液温度升至710～720℃时，加入精炼剂精炼镁合金液5～15分钟，最后，温度控制在710～720℃，静置10～20分钟后，撇去浮渣，合金液就可以暴露于空气中，完成以后的浇注操作和其他加工处理。

本发明实质性特点和显著的进步：①在没有防燃保护措施的条件下熔炼，也即在大气中直接熔炼的条件下能够实现；不需要防燃保护措施直接用于压铸工艺；不需要保护措施就可以在空气中热处理、高速切削加工。②本发明的燃点大于750℃，室温抗拉强度大于230MPa、伸长率大于5％，即既具有较好的防燃性，又具有优良的力学性能。③合金中无有毒的物质，没有对人体的危害，对厂房的损害。

以下将结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1

合金的成分(重量百分比)为：5.7Al、0.8RE、0.15Zn、0.05Mn，限制杂质元素Si≤0.10、Fe≤0.005、Cu≤0.015、Ni≤0.002，其余为Mg。

按上述成分配制合金，在工业用镁合金熔炼炉中，加入工业纯镁，同时，在炉内撒入少量镁合金熔炼用覆盖剂，待镁全部熔化后，加入工业用纯Zn，Al～Mn中间合金。当合金元素全部熔化，金属液温度升至710℃时，加入镁合金精炼剂精炼，最后温度控制在720℃，静置10分钟后，撇去金属液表面浮渣，即熔制好所需的镁合金液。当合金液温度为710℃时进行冷室压铸。本发明的室温抗拉强度大于230Mpa，伸长率大于5％。

实施例2

合金的成分(重量百分比)为：9Al、0.8RE、0.85Zn、0.5Mn，限制杂质元素Si≤0.05、Fe≤0.005、Cu≤0.015％、Ni≤0.002，其余为Mg。

按上述成分配制合金，在工业中用镁合金熔炼炉中，加入工业纯镁，同时，在炉内撒入少量镁合金熔炼用覆盖剂，待镁全部熔化后，加入阻燃合金元素和强化合金Al、RE、Zn、Mn，当合金元素全部熔化、金属液温度升至720℃，静置20分钟后，撇去金属液表面浮渣，即制好得所需的合金液，进行冷室压铸。本发明的室温抗拉强度大于240Mpa，伸长率大于5％。

Claims (1)

1.强韧阻燃镁合金，组分包括Al、Zn、Mn、RE、Mg，其特征在于其组分重量百分比含量为：5.6～9.5Al、0.6～1.0RE、0.1～1.0Zn、0.05～0.5Mn，限制杂质元素：Si≤0.05、Fe≤0.005、Cu≤0.015、Ni≤0.002，其余为Mg。