CN1470664A - 一种镁锰中间合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种镁锰中间合金及其制备方法，该镁锰中间合金含锰重量百分比为5～7％，余量为镁，其制备方法是：采用中频感应炉，在坩埚内熔炼，坩埚中下部置于感应线圈中，坩埚中上部则在感应线圈之外，坩埚的上、下部形成温度梯度，其工艺步骤是：将坩埚预热至600℃，加入镁锭后升温至镁锭完全熔化；再将预热过的电解锰加入镁液中，锰的加入量按重量百分比为5～20％；快速升温至底部镁溶液温度到800℃～900℃，而熔体表层温度控制在700～750℃；用搅拌棒不断搅拌坩埚底部的锰，直至完全熔化并均匀化；撇去表面的熔渣；迅速将合金液注入模具中制成镁锰中间合金，本发明方法提高了锰的溶解度和溶解速度，抑制了镁溶体的剧烈氧化，制备的Mg－Mn中间合金质量高。

Description

一种镁锰中间合金及其制备方法
所属技术领域
本发明属于一种镁基中间合金及其制备方法，特别涉及一些较高韧性和塑  性汽车结构件、体育用品及3C领域，要求在腐蚀性环境下应用的铸造和变形镁合金的母合金。
背景技术
在铸造状态下，锰对镁合金的强化作用很弱，但经塑性变形后，合金的强度有一定程度的提高，故Mg-Mn系合金大都属于变形镁合金。Mg-Mn系合金包括美国ASTM系列的MIA(Mn含量为1.2％)和中国国标GB/T5153-1985系列的MB1(Mn含量为1.3～2.5％)MB8(Mn含量为1.5～2.5％，Ce含量为0.15～0.35％)。Mg-Mn系合金最主要的优点是具有优良的抗蚀性和焊接性，尤其是Mn容易同有害杂质元素(如铁)化合，从而清除了这些元素对抗蚀性的有害影响，使得腐蚀速度特别是在海水中的腐蚀速度大大降低。在通常的镁合金熔炼温度(700℃～750℃)，锰在镁中的溶解度较小(≤4％)，而且溶解速度很慢；在镁锰合金的熔炼工艺中，如果采取直接加锰的方式，往往导致熔炼时间长，氧化燃烧加剧，夹杂物含量增加，合金质量下降。
发明内容
本发明针对现有Mg-Mn系合金及其熔炼和制造技术的不足，提供一种Mg-Mn中间合金及其制备方法。
本发明制备的是Mn含量较高的Mg-Mn中间合金，根据Mg-Mn二元合金相图，在652℃时发生包晶转变：L+β(Mn)→a固溶体，在包晶温度下，Mn在a固溶体内的溶解度为3.3％，随温度下降，固溶度迅速减小，620℃为w(Mn)＝2.06％，455℃为w(Mn)＝0.25％，然而，采用本发明制备的Mg-Mn中间合金中Mn的含量可达5～7％左右。
本发明Mg-Mn中间合金的制备方法，在熔炼时将坩埚的中下部置于感应线圈中，坩埚中上部则在感应线圈之外，在坩埚的上下部形成温度梯度，即坩埚底部温度最高，往上温度递减。先将坩埚预热至600℃左右，加入纯度为99.5％的镁锭后升温至镁锭完全熔化，再将预热过的电解锰加入镁液中(锰的加入量可在5～20％之间变化)，快速升温至底部镁溶液温度达到800℃～900℃，而熔体表层温度控制在700～750℃左右，上、下差在150～200℃之间。用搅拌棒不断搅拌坩埚底部的锰，直至其完全熔化并均匀化。撇去表面的熔渣，然后迅速将合金液注入模具中，制成不同含Mn量的Mg-Mn中间合金。
本发明的优点是利用特殊形状尺寸的坩埚与感应加热线圈的匹配，使坩埚中的镁溶液形成温度梯度，这样既提高了锰的溶解度和溶解速度，又抑制了镁溶体的剧烈氧化，制备的Mg-Mn中间合金质量高，生产效率高。
具体实施方式
熔炼Mg-Mn中间合金采用中频感应炉，高铬铸钢坩埚，坩埚内表面喷氧化锌的水溶液，坩埚高度是直径的2～5倍。熔炼时，坩埚的中下部置于感应线圈中，坩埚中上部则在感应线圈之外，在坩埚的上、下部形成温度梯度，即坩埚底部温度最高，往上温度递减。先将坩埚预热至600℃左右，加入纯度为99.5％的镁锭，同时通入SF6、CO2和N2的混合气体作为保护气体(SF6的含量为0.4％，CO2和N2的含量的比例为1∶3)或撒上RJ-2号溶剂，并升温至镁锭完全熔化，再将预热过的电解锰加入镁液中，锰的加入量按重量百分比为5～20％，快速升温至底部镁溶液温度到800℃～900℃，同时将熔体表层温度控制在750℃以下，上、下差在150～200℃之间。用搅拌棒不断搅拌坩埚底部的锰，直至其完全熔化并均匀化。撇去表面的熔渣，然后迅速将镁液注入模具中。

Claims (4)

1、一种镁锰中间合金，其特征在于该镁锰中间合金含锰重量百分比为5～7％，余量为镁。
2、根据权利要求1所述的镁锰中间合金的制备方法，其特征在于该镁锰中间合金的熔炼是在具有温度梯度的坩埚内进行的，其具体工艺步骤是：将坩埚预热至600℃，加入镁锭后升温至镁锭完全熔化；再将预热过的电解锰加入镁液中，锰的加入量按重量百分比为5～20％；快速升温至底部镁溶液温度到800℃～900℃，而熔体表层温度控制在700～750℃；用搅拌棒不断搅拌坩埚底部的合金液，直至锰完全熔化并在合金液中分布均匀化；撇去表面的熔渣；迅速将合金液注入模具中制成镁锰中间合金。
3、根据权利要求2所述的镁锰中间合金的制备方法，其特征在于所述坩埚的上、下部形成温度梯度是指坩埚底部温度最高，往上温度递减，坩埚上、下温度差为150～200℃。
4、根据权利要求2所述的镁锰中间合金的制备方法，其特征在于所用坩埚其高度为直径的2～5倍。
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