CN1400328A - 强韧阻燃镁合金 - Google Patents
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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%,即既具有较好的防燃性,又具有优良的力学性能。
Description
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。
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