CN1540016A - 铸造阻燃镁合金 - Google Patents

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薛寒松
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Abstract

本发明涉及一种铸造阻燃镁合金材料，组分为Al、Zn、Mn、RE、Be、Mg，组分含量的重量百分比为：6.5～10Al、0.02～0.6混合稀土、0.1～1.5Zn、0.05～0.3Mn、0～0.02Be，其余为Mg。其中混合稀土组分重量百分比为：5～80La、5～40Ce、1～20Nd、1～20Y、1～20Pr。该合金的熔炼和浇铸过程可在大气中直接进行，而不需要防燃保护措施；作为阻燃剂的混合稀土的加入量低，节约了成本；本发明使镁合金的起燃温度达800℃以上，本发明在金属型重力浇铸条件下，室温抗拉强度大于170MPa、伸长率大于6％，不仅提高了起燃温度，而且又具有良好的机械性能和切削加工性能。合金中只含微量的Be，使镁合金的生产更加安全。

Description

铸造阻燃镁合金
技术领域
本发明涉及一种镁合金材料，特别是涉及一种铸造阻燃镁合金材料。
背景技术
镁合金由于其密度低、比刚度和比强度高，而广泛地用于航空、航天、交通工具、计算机、通信器材和消费类电子产品、纺织和印刷工业等。由于镁对燃料、矿物油和碱等具有高的化学稳定性，所以镁合金还可用于制造保存和运送这些液体的导管、箱子和储罐等。镁合金作为轻质材料应用于汽车，以减轻汽车重量、节约能源、降低污染、改善环境。发达国家现在正在大力度地开发镁基材料，镁基材料被认为是21世纪最具开发和应用潜力的“绿色材料”。冶炼得到的金属镁通过精炼净化和合金化后才能成为镁合金。合金元素以纯金属(如Al、Zn、Si、稀土等)或中间合金(Mn、Zr、Be、稀土等)的形式加入。镁的熔炼不像铝及其合金那样不加保护地敞开熔炼。镁熔液表面上的氧化膜是疏松的，不能保护里面的金属进一步被氧化。相反，由于氧化膜妨碍散热，还加速氧化过程。熔炼温度一般高于650℃，熔融金属表面的氧化速率随温度增高而迅速增大，在高于650℃时新暴露的表面会自燃。因此，一般在处理熔融的镁及其合金时必须使用适当的熔剂或保护性气氛保护。用熔剂或保护性气氛保护熔炼镁及其合金，不仅会对环境造成污染，而且会增加投资，提高镁合金的成本。另外熔剂保护熔炼会使合金产生夹杂，降低合金的性能。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可在大气中直接进行熔炼和浇铸，同时又具良好的机械性能的阻燃镁合金。该镁合金可在无保护性气氛保护的情况下进行热处理和高速切削。
实现本发明上述目的技术方案是：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，由于稀土的加入，在提高镁合金起燃性温度的同时，还能起到细化晶粒的作用，提高镁合金的机械性能。本发明包括的内容：
本发明所涉及的铸造阻燃镁合金，其组分为Al、Zn、Mn、Mg、Be、混合稀土，其组分重量百分比含量为：6.5～10Al、0.02～0.6混合稀土、0.1～1.5Zn、0.05～0.3Mn、0～0.02Be，其余为Mg。其中混合稀土组分重量百分比为：5～80La、5～40Ce、1～20Nd、1～20Y、1～20Pr。
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，加入合金元素Zn、Mn，其中，Mn元素以中间合金的形式加入。待合金元素全部融化后，升温至740-760℃，加入混合稀土和Al-Be中间合金作为阻燃剂，熔化后进行变质处理5-10分钟。然后，用氩气或氮气吹入熔体精炼10-20分钟，再静置10-15分钟，撇去浮渣，720-780℃用浇包进行浇铸。
本发明具有如下特点：(1)本发明使镁合金的熔炼和浇铸过程可在大气中直接进行，而不需要防燃保护措施。(2)作为阻燃剂的混合稀土加入量低，节约了成本。(3)本发明使镁合金的起燃温度达800℃以上，金属型重力浇铸条件下，其室温抗拉强度大于200MPa、伸长率大于4％，不仅提高了起燃温度，而且又具有良好的机械性能和切削加工性能。(4)合金中只含微量的Be，使镁合金的生产更加安全。
实施例1
合金的成分(重量百分比)为：9Al、0.65Zn、0.1Mn、0.02混合稀土，其余为Mg。
按上述成分配制合金，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，加入合金元素Zn、Mn，其中，Mn元素以中间合金的形式加入。待合金元素全部融化后，升温至750℃，加入混合稀土作为阻燃剂，熔化后进行变质处理5分钟。然后，用氩气或氮气吹入熔体精炼10分钟，再静置10分钟，撇去浮渣，720℃进行浇铸。本发明在金属型重力浇铸条件下的室温抗拉强度大于170MPa、伸长率大于6％。
合金的成分(重量百分比)为：9Al、0.68Zn、0.2Mn、0.01Be、0.12混合稀土，其余为Mg。
按上述成分配制合金，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，加入合金元素Zn、Mn，其中，Mn元素以中间合金的形式加入。待合金元素全部融化后，升温至760℃，加入混合稀土和Al-Be中间合金作为阻燃剂，熔化后进行变质处理10分钟。然后，用氩气或氮气吹入熔体精炼20分钟，再静置15分钟，撇去浮渣，780℃用浇包进行浇铸。本发明在金属型重力浇铸条件下的室温抗拉强度大于170MPa、伸长率大于6％。
实施例3
合金的成分(重量百分比)为：9Al、0.7Zn、0.2Mn、0.02Be、0.6混合稀土，其余为Mg。
按上述成分配制合金，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，加入合金元素Zn、Mn，其中，Mn元素以中间合金的形式加入。待合金元素全部融化后，升温至750℃，加入混合稀土和Al-Be中间合金作为阻燃剂，熔化后进行变质处理5分钟。然后，用氩气或氮气吹入熔体精炼10分钟，再静置10分钟，撇去浮渣，740℃进行浇铸。本发明在金属型重力浇铸条件下的室温抗拉强度大于170MPa、伸长率大于6％。

Claims (2)

1、一种铸造阻燃镁合金，组分为Al、Zn、Mn、RE、Mg、Be，其特征是其组分含量的重量百分比为：6.5～10Al、0.02～0.6混合稀土、0.1～1.5Zn、0.05～0.3Mn、0～0.02Be，其余为Mg。
2、根据权利要求1所述的铸造阻燃镁合金，其中混合稀土组分为La、Ce、Nd、Y、Pr，其特征是其组分含量的重量百分比为：5～80La、5～40Ce、1～20Nd、1～20Y、1～20Pr。
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