EA014150B1 - Способ литья магниевого сплава - Google Patents

Способ литья магниевого сплава Download PDF

Info

Publication number
EA014150B1
EA014150B1 EA200900196A EA200900196A EA014150B1 EA 014150 B1 EA014150 B1 EA 014150B1 EA 200900196 A EA200900196 A EA 200900196A EA 200900196 A EA200900196 A EA 200900196A EA 014150 B1 EA014150 B1 EA 014150B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
casting
content
zinc
aluminum
magnesium
Prior art date
Application number
EA200900196A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200900196A1 (ru
Inventor
Хаакон Уэстенген
Пер Бакке
Аманда Боулс
Original Assignee
Магонтек Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Магонтек Гмбх filed Critical Магонтек Гмбх
Publication of EA200900196A1 publication Critical patent/EA200900196A1/ru
Publication of EA014150B1 publication Critical patent/EA014150B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/002—Castings of light metals
    • B22D21/007—Castings of light metals with low melting point, e.g. Al 659 degrees C, Mg 650 degrees C
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/08—Cold chamber machines, i.e. with unheated press chamber into which molten metal is ladled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/02—Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
    • B22D21/04—Casting aluminium or magnesium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C23/00—Alloys based on magnesium
    • C22C23/02—Alloys based on magnesium with aluminium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C23/00—Alloys based on magnesium
    • C22C23/04—Alloys based on magnesium with zinc or cadmium as the next major constituent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

В изобретении описан способ литья магниевого сплава, содержащего 5,00-13,00 вес.% алюминия, 0,00-22,00 вес.% цинка, а также содержащего 0,10-0,5 вес.% марганца, остальное - магний и постоянные примеси, общее содержание которых составляет менее 0,1 вес.%, в ходе осуществления которого отливают сплав в пресс-форме, температуру в которой регулируют в интервале 150-340°С, заполняют пресс-форму в течение времени, которое в миллисекундах равно произведению числа от 2 до 300, умноженному на среднюю толщину детали в миллиметрах, поддерживают статическое давление металла во время литья в интервале 20-70 МПа с возможным последующим повышением до 180 МПа.

Description

Настоящее изобретение относится к способу литья магниевого сплава, содержащего алюминий, цинк и марганец, остальное - магний и постоянные примеси, при этом общее содержание примесей находится на уровне менее установленного весового процента.
Сплавы на магниевой основе широко применяют в автомобилестроении в качестве материала для изготовления литых деталей и все чаще в ЗС-индустрии (компьютеры, коммуникации и бытовая электроника). Литые детали из сплавов на магниевой основе могут изготавливаться обычными способами литья, которые включают литье под давлением, литье в песчаную форму, литье в постоянные формы и полупостоянные формы, литье в гипсовые формы и литье по выплавляемым моделям.
Сплавы на магниевой основе обладают рядом особо выгодных свойств, что стало причиной увеличения спроса на литые детали из сплавов на магниевой основе в автомобилестроении. Эти свойства включают низкую плотность, высокое отношение предела прочности к массе, хорошие литейные качества, хорошую обрабатываемость и хорошие характеристики демпфирования. Наиболее распространенными магниевыми сплавами для литья под давлением являются такие сплавы, как магниево-алюминиевые сплавы или магниево-алюминиево-цинковые сплавы, содержащие <0,5% Мп, преимущественно Μ§-9%Α1-1%Ζη (обозначаемые как ΑΖ91), Мд-6%А1 (АМ60) и Мд-5%А1 (АМ50).
В XVО 2006/000022 А1 описан сплав на магниевой основе, содержащий цинк, алюминий, кальций и(или) бериллий или необязательно марганец, с помощью которого предпринята попытка улучшить качество обработки поверхности литых деталей из магния. Тем не менее, данный документ конкретно не относится к литейным качествам сплава. В настоящем изобретении предложен относительно недорогой сплав на магниевой основе, обеспечивающий повышенное качество обработки поверхности и имеющий улучшенные литейные качества.
Изобретение отличается тем, что в нем предложен сплав, содержащий 10,00-13,00 вес.% алюминия, 10,00-22,00 вес.% цинка, а также содержащий 0,10-0,5 вес.% марганца, остальное - магний и постоянные примеси, общее содержание которых составляет менее 0,1 вес.%, при этом сплав отливают в прессформе, температуру в которой регулируют в интервале 150-340°С, заполняют пресс-форму в течение времени, которое в миллисекундах равно произведению числа от 2 до 300 и средней толщины детали в миллиметрах, поддерживают статическое давление металла во время литья в интервале 20-70 МПа с возможным последующим повышением до 180 МПа согласно независимому п.1.
В зависимых пп.2-11 охарактеризованы предпочтительные варианты осуществления изобретения.
За счет сочетания предложенного магниево-алюминиево-цинкового сплава с указанным выше особым способом литья могут быть получены изделия, обладающие отличным качеством обработки поверхности, хорошей пластичностью и приемлемыми механическими свойствами, а также характеристиками коррозионной стойкости.
Содержание алюминия предпочтительно составляет от около 5,00 до 13,00 вес.%. При содержании алюминия менее 10,00% содержание цинка не превышает 10,00-22,00 вес.%. При меньшем содержании цинка ухудшается сочетание литейных качеств и качества обработки поверхности. При содержании алюминия свыше 10,00% предел содержания цинка может быть расширен до 0,00-22,00% с сохранением удовлетворительных литейных качеств и качества обработки поверхности.
В случаях применения, в которых требуется минимальная пластичность, состав сплава выбирают таким образом, чтобы содержание алюминия находилось в интервале от 10,00 до 12,00 вес.%, а содержание цинка - от 0,00 до 4,00 вес.%. Сплавы с эквивалентными литейными качествами и качеством обработки поверхности могут быть получены, если выбран такой состав сплава, в котором содержание алюминия находится в интервале от 6,00 до 12,00 вес.%, а содержание цинка - от 10,00 до 22,00 вес.%. Преимуществом этих сплавов является более низкая температура литья.
Далее настоящее изобретение описано на примерах и со ссылкой на приложенные чертежи, на которых на фиг. 1А, 1В схематически показаны машины для литья под давлением с холодной и горячей камерами прессования соответственно;
на фиг. 2 показана диаграмма, иллюстрирующая зависимость между скоростью затвердевания и микроструктурой (размером зерна и расстоянием между вторичными осями дендритов) отлитых магниевых сплавов;
на фиг. 3 - диаграмма, иллюстрирующая зависимость между размером зерна и пластичностью магниевых сплавов;
на фиг. 4 - диаграмма, иллюстрирующая зависимость между размером зерна и пределом текучести при растяжении магниевых сплавов;
на фиг. 5 - диаграмма из документа известного уровня техники №\ν бсус1ортсп15 ίη шадпезшш б1е еазйпд, С.8. Роег81ег, записки 1МА, 1976 г., с. 35-39, на которой диапазон состава разделен на жидкотекучую область, хрупкую область и область образования горячих трещин;
на фиг. 6 - угол с высоким содержанием магния на фазовой диаграмме Мд-А1^п и линии постоянной температуры перехода в жидкое состояние;
на фиг. 7 - диаграмма, на которой по горизонтальной оси отложено относительное содержание твердой фазы (вес.%) в зависимости от отложенной по вертикальной оси температуры (°С) для трех различ- 1 014150 ных магниевых сплавов;
на фиг. 8-10 - компоненты трех различных магниевых сплавов, отливаемых с использованием трех различных пресс-форм;
на фиг. 11 - диаграмма, иллюстрирующая дефекты литья, среднее число трещин и дефектных ребер в проиллюстрированной на фиг. 8 опоке, которые отображены на диаграмме линиями одинакового числа дефектов, при этом по оси х отложено содержание цинка, а по оси у - содержание алюминия;
на фиг. 12 - диаграмма, иллюстрирующая качество обработки поверхности в виде градации от 1 до 5 в проиллюстрированной на фиг. 8 опоке, которое отображено на диаграмме линиями одинаковой градации, при этом по оси х отложено содержание цинка, а по оси у - содержание алюминия;
на фиг. 13 - диаграмма, на которой по оси ζ отложен предел прочности при растяжении в МПа, а по осям х и у - содержание алюминия и цинка, соответственно, при этом пластичность отображена на диаграмме линиями равного относительного удлинения;
на фиг. 14 - диаграмма, иллюстрирующая скорость коррозии в пересчете на убыль веса, отображенную линиями равной скорости коррозии (мг/см2/сутки), при этом по оси у отложено содержание цинка, а по оси х - содержание алюминия.
На фиг. 1А и 1В схематически показаны машины для литья под давлением с холодной и горячей камерами прессования, соответственно, каждая из которых имеет пресс-форму 10, 20, снабженную системой 11, 21 гидравлического прижима соответственно.
Расплавленный металл с помощью ударного цилиндра 12, 22, снабженного, соответственно, поршнем 13, 23, вводят в пресс-форму. Как показано на фиг. 1А, в системе с холодной камерой прессования необходима вспомогательная система для дозирования металла, поступающего в горизонтальный ударный цилиндр. Вместе с тем, в показанной на фиг. 1В машине для литья под давлением с горячей камерой прессования используется система 12, 23 с вертикальным поршнем непосредственно в расплавленном сплаве.
Чтобы получить магниево-алюминиево-цинковые сплавы с отличными характеристиками, сплавы необходимо отливать в условиях исключительно быстрого охлаждения. Это касается способа литья под давлением. Стальная пресс-форма 10, 20 оснащена масляной (или водяной) системой охлаждения, которая регулирует температуру в пресс-форме в интервале 200-300°С. Предпосылкой обеспечения высокого качества является малое время заполнения пресс-формы во избежание затвердевания металла во время заполнения. Рекомендуемое время заполнения пресс-формы составляет величину порядка 10-2 с, умноженную на среднюю толщину детали (мм). Для этого сплав принудительно подают через литник с высокой скоростью в интервале 30-300 м/с. С целью обеспечения желаемых объемных потоков, поступающих в ударный цилиндр при малом времени заполнения, используют плунжеры с достаточно большим диаметром и скоростью до 10 м/с. Обычно статическое давление металла составляет 20-70 МПа с возможным последующим повышением давления до 180 МПа, в особенности в случае отливок с более толстыми стенками. При использовании данного способа литья скорость охлаждения изделия обычно составляет 10-1000°С/с в зависимости от толщины отливаемого изделия.
На фиг. 2 показана зависимость между скоростью затвердевания и микроструктурой отлитого сплава. По горизонтальной оси отложена скорость затвердевания (°С/с), на левой вертикальной шкале показано расстояние между вторичными осями дендритов (мкм), а на правой вертикальной шкале показан диаметр зерна (мкм). Линией 30 обозначен получаемый размер зерна, а линией 31 - получаемое значение расстояния между вторичными осями дендритов.
В случае литья под давлением уменьшение размера зерна достигают за счет скорости охлаждения. Как упомянуто выше, обычно используют скорости охлаждения в интервале 10-1000°С/с. В результате размер зерна обычно составляет 5-100 мкм.
Хорошо известно, что малый размер зерна способствует повышению пластичности сплава. Эта зависимость проиллюстрирована на фиг. 3, на которой показана зависимость между размером зерна и относительным удлинением. По горизонтальной оси отложен средний размер зерна (мкм), а по вертикальной оси - относительное удлинение (%). На диаграмме показаны два различных состава, линией 35 обозначен чистый магний, а линией 36 обозначен магниевый сплав ΑΖ91 (Мд-9%А1, 1%Ζη).
Также хорошо известно, что малый размер зерна способствует увеличению предела текучести сплава при растяжении. Эта зависимость (Холла-Петча) показана на фиг. 4. По горизонтальной оси отложен диаметр зерна в б(-0,5), при этом величина б выражена в мкм, а по вертикальной оси отложен предел текучести при растяжении в МПа.
Таким образом, ясно, что малый размер зерна, получаемый при очень высоких скоростях охлаждения, достигаемых при литье под давлением, необходим для обеспечения предела прочности при растяжении и пластичности.
Термин литейные качества означает возможность литья из сплава готового изделия с требуемыми функциональными возможностями и свойствами. Он обычно включает три параметра: (1) возможность формования изделия с желаемыми особенностями геометрии и размерами, (2) возможность изготовления плотного изделия с желаемыми свойствами и (3) влияние на оснастку пресс-формы, литейное оборудование и эффективность литья под давлением. В 3С-индустрии используют литые компоненты с крайне
- 2 014150 малой толщиной стенок, например корпуса портативных компьютеров и мобильных телефонов. Это предусматривает обязательные требования к способности сплава заполнять пресс-форму и в тоже время обеспечивать гладкую и блестящую поверхность. Сплав марки ΑΖ91 является наиболее распространенным сплавом, применимым в этих целях, главным образом, за счет его лучших литейных качеств по сравнению со сплавами марок АМ50 и АМ60. Тем не менее, поверхности тонкостенных компонентов из сплава марки ΑΖ91 часто не удовлетворяют требованиям. Обычно на эти компоненты наносят конверсионное покрытие. При менее блестящей поверхности, иногда включающей участки с ликвацией элементов, необходимо наносить множество слоев покрытия. Обычно, чем выше качество поверхности, тем меньше покрытия требуется.
Магниево-алюминиево-цинковые сплавы, содержащие 0-10 вес.% алюминия и 0-35 вес.% цинка, были изучены в 70-е годы. (№\ν бсус1ортсп15 ίη тадиеыит Ше сакйид, С.8. Еоегйег, записки ΙΜΑ, 1976 г., с. 35-39). На показанной на фиг. 5 диаграмме из работы Еоетйег диапазон состава разделен на жидкотекучую область, хрупкую область и область образования горячих трещин. Сплавы, описанные в патентной заявке Австралии XVО 2006/000022 А1, в которой предпринята попытка повысить качество обработки поверхности, в основном входят в жидкотекучую область, показанную на фиг. 5. Диапазоны составов сплавов согласно настоящему изобретению в основном находятся за пределами диапазонов составов, описанных в документе известного уровня техники (фиг. 5), и целиком за пределами диапазонов, описанных в νθ 2006/000022 А1. В ходе испытаний, которые описаны далее, стало ясно, что сплавы согласно настоящему изобретению обладают значительными преимуществами над описанными ранее сплавами с точки зрения заполнения пресс-формы, прилипания к пресс-форме и образования горячих трещин. Все эти особенности являются важнейшими при литье под давлением сложных тонкостенных компонентов.
Магниево-алюминиево-цинковые сплавы с содержанием алюминия и цинка согласно настоящему изобретению начинают затвердевать при температуре около 600°С в зависимости от содержания алюминия и цинка. Это проиллюстрировано на фиг. 6, на которой на фазовой диаграмме Мд-ΑΙ-Ζη показаны линии постоянной температуры перехода в жидкое состояние для угла с высоким содержанием магния. В результате температура литья, обычно на 70°С превышающая температуру перехода в жидкое состояние, может быть значительно ниже, чем у обычных сплавов марок АМ50, АМ60 и ΑΖ91. За счет того что эвтектическая фаза МдгЛ1|2 плавится при температуре около 420°С, обычные магниево-алюминиевые сплавы, такие как АМ50, АМ60 и ΑΖ91 будут иметь интервал затвердевания в районе 200°С, как это показано на фиг. 7, на которой по горизонтальной оси отложено относительное содержание твердой фазы (вес.%) в зависимости от отложенной по вертикальной оси температуры (°С) для трех различных магниевых сплавов. В частности, сплав ΑΖ91 начинает затвердевать при 600°С и полностью затвердевает при 420°С. При увеличении содержания алюминия до 14%, как в сплаве ΑΖ141, затвердевание начинается при температуре около 570°С и завершается при 420°С. За счет значительного содержания цинка сплав ΑΖ85 затвердевает в интервале температур 590-350°С. Поскольку цинк в магниево-алюминиевоцинковом сплаве изменяет эвтектическую фазу Μ§17Α112, сплав полностью затвердевает при температурах значительно ниже 420°С, как в случае обычных сплавов АМ50, ΑΜ60 и ΑΖ91.
Обычно при увеличении содержания алюминия в литых под давлением магниево-алюминиевых сплавах улучшаются литейные качества отливки. Это объясняется тем, что магниево-алюминиевые сплавы имеют широкий интервал затвердевания, что делает их по природе трудными для литья, если только в конце затвердевания не присутствует достаточно большое количество эвтектической фазы. Этим можно объяснить хорошие литейные качества ΑΖ91Ό, согласующиеся с кривыми охлаждения, показанными на фиг. 7. При большом количестве цинка помимо алюминия в предложенных сплавах количество эвтектической (модифицированной) фазы, присутствующей в конце затвердевания, еще больше увеличивается, что объясняет улучшенные литейные качества предложенных в изобретении магниево-алюминиевоцинковых сплавов.
В расплавленном состоянии магниевые сплавы имеют тенденцию воспламеняться и окисляться (гореть), если только они не защищены защитными газами, такими как 8Е6, и сухим воздухом, содержащим или не содержащим СО2 или 8О2 и сухой воздух. Окисление усугубляется с повышением температуры. Обычно для ослабления окисления также добавляют небольшие количества бериллия (10-15 частей на миллион по весу). Известно, что бериллий образует токсичные вещества и должен применяться с осторожностью. Значительные меры предосторожности требуются, в особенности, при переработке окалины и шлака, образующихся при очистке тиглей, поскольку окалина/шлак имеют высокое содержание соединений бериллия. Одним из преимуществ настоящего изобретения является то, что литье сплава может осуществляться при значительно более низких температурах, чем литье обычных сплавов, за счет чего снижается потребность в защитных газах. По этой же причине можно свести к минимуму добавки бериллия.
Более низкие температуры литья по сравнению с литьем обычных сплавов также обеспечивают значительные преимущества, поскольку увеличивается срок службы дозирующей системы, ударного цилиндра и пресс-формы. В частности, при литье под давлением с использованием горячей камеры прессования значительно увеличивается срок службы фурменного рукава. Сплавы с более низкой температу
- 3 014150 рой литья также обладают потенциалом сокращения длительности цикла, за счет чего повышается производительность процесса литья под давлением.
Пример 1.
С целью оценки влияния элементов сплава было испытано несколько магниевых сплавов, которые отлили в трех различных пресс-формах: опоке с ребрами, показанной на фиг. 8, пластинчатой/кассетной пресс-форме, показанной на фиг. 9, трехпластинчатой пресс-форме, показанной на фиг. 10.
Далее в табл. 1 приведены составы сплавов и температуры литья.
Таблица 1
А1 (% по весу) Ζη (% по весу) Температура литья (С) А1 (% по весу) Ζη (% по весу) Температура литья (С)
АМ20 2 0 710 ΑΖ85 8 5 670
ΑΖ21 2 1 710 АМ90 9 0 670
ΑΖ22 2 2 705 ΑΖ91 9 1 670
ΑΖ2-3.5 2 3,5 700 ΑΖ96 9 6 650
АМ40 4 0 700 ΑΖ99 9 9 640
ΑΖ41 4 1 695 ΑΖ9-12 9 12 620
ΑΖ42 4 2 695 ΑΖ9-18 9 18 585
ΑΖ4-3.5 4 3,5 690 ΑΖ9-22 9 22 560
ΑΖ45 4 5 680 АМ100 10 0 660
ΑΖ4-14 4 14 650 ΑΖ10-1 10 1 660
ΑΖ4-18 4 18 630 ΑΖ10-2 10 2 660
АМ60 6 0 680 ΑΖ10-3,5 10 3,5 650
ΑΖ61 6 1 680 ΑΖ10-5 10 5 650
ΑΖ62 6 2 680 АМ120 12 0 650
ΑΖ63 б 3 680 ΑΖ12-1 12 1 650
ΑΖ6-3,5 6 3,5 680 ΑΖ12-2 12 2 640
ΑΖ65 6 5 670 ΑΖ12-3.5 12 3,5 640
ΑΖ66 6 6 670 ΑΖ12-5 12 5 630
ΑΖ6-12 б 12 640 ΑΖ12-6 12 6 630
ΑΖ6-18 б 18 610 ΑΖ12-12 12 12 590
ΑΖ71 7 1 680 ΑΖ12-18 12 18 550
ΑΖ72ΑΜ 7 2 680 АМ140 14 0 640
АМ80 8 0 680 ΑΖ14-1 14 1 630
АМ81 8 1 680 ΑΖ14-2 14 2 630
АМ82 8 2 670 ΑΖ 14-3,5 14 3,5 620
ΑΖ8-3.5 8 3,5 670 ΑΖ14-5 14 5 610
В табл. 2 приведены подробные параметры литья.
Таблица 2
Скорость 1 (м/сек) Скорость 2 (м/сек) Замедление (м/сек) Расчетное время заполнения (мсек)
Прессформа 1 Образец для испытания на растяжение 0,5 5 3 50
Прессформа 2 Трехпластинчатая 0,5 5 2,5 53
Прессформа 3 Опока 0,5 5 3 40
Повышение давления не применялось. Были проведены следующие испытания.
Оценка дефектов литья
Был осуществлен внешний осмотр десяти произвольно выбранных опок с каждым сплавом. Дефекты были сгруппированы следующим образом:
дефектные ребра, включая неполное заполнение и холодные спаи, горячие трещины, насчитанные на узлах, торцовые трещины.
Оценка качества обработки поверхности
Качество обработки поверхности было проверено визуально несколькими лицами по отдельности и оценено по шкале от 1 до 5 (5 - высшая оценка).
Предел прочности при растяжении и пластичность
Были изготовлены образцы для испытаний диаметром 6 мм согласно стандарту ΆδΤΜ В557М и проведены испытания в следующих условиях:
разрывная машина Инстрон, 10 кН, комнатная температура, по меньшей мере 10 параллельных зажимов,
- 4 014150 скорость деформации 1,5 мм/мин при деформации до 0,5%, мм/мин при деформации свыше 0,5%, испытания согласно стандарту Ι8Θ 6892.
Характеристики коррозионной стойкости
Испытания на коррозионную стойкость проводились согласно стандарту А8ТМ В117.
Пример 2.
На фиг. 11 проиллюстрированы дефекты литья, среднее число трещин и дефектных ребер, которые отображены на диаграмме линиями одинакового числа дефектов, при этом по оси х отложено содержание цинка, а по оси у - содержание алюминия. Видно, что наименьшее число трещин находится в областях с низким (<3%) и высоким (>10%) содержанием цинка. Видно, что особо хорошие с точки зрения дефектов литья сплавы получают при содержании алюминия в интервале 8-10 вес.% и содержании цинка <2 вес.%; чем меньше содержание цинка, тем лучше. Сплавы с содержанием алюминия в интервале 7-12 вес.% и содержанием цинка в интервале 12-18 вес.% также имеют очень небольшое число дефектов литья.
Пример 3.
На фиг. 12 проиллюстрировано качество обработки поверхности в виде градации от 1 до 5, которое отображено на диаграмме линиями одинаковой градации, при этом по оси х отложено содержание цинка, а по оси у - содержание алюминия. Видно, что лучшие с точки зрения качества обработки поверхности получают при содержании алюминия >11 вес.% и содержании цинка <3 вес.%; чем меньше содержание цинка, тем лучше. Область с приблизительным содержанием алюминия 8-12 вес.% и содержанием цинка >10 вес.% также соответствует сплавам с отличным качеством обработки поверхности.
Пример 4.
Была измерена прочность и удлинение при комнатной температуре нескольких составов. Результаты показаны на фиг. 13. По оси ζ отложен предел прочности при растяжении в МПа, а по осям х и у содержание алюминия и цинка соответственно. Пластичность отображена на диаграмме линиями равного относительного удлинения. В целом видно, что предел прочности при растяжении в МПа увеличивается с увеличением содержания элементов сплава. Влияние увеличения содержания алюминия (вес.%) значительно превышает влияние увеличения содержания цинка. На фиг. 13 также показано, что с увеличением содержания элементов сплава уменьшается пластичность в процентах удлинения. Например, линия, обозначающая удлинение на 3%, проходит почти прямолинейно от уровня содержания алюминия в 12 вес.% А1 и содержания цинка в 0 вес.% до уровня содержания алюминия в 0 вес.% и уровня содержания цинка в 18 вес.%.
Пример 5.
Были определены характеристики коррозионной стойкости ряда составов согласно стандарту А8ТМ В117. При проведении этого испытания использовали большое число данных с целью определения влияния содержания цинка в зависимости от содержания алюминия. Результаты показаны на фиг. 14.
На фиг. 14 показана диаграмма, иллюстрирующая скорость коррозии в пересчете на убыль веса, отображенную линиями равной скорости коррозии (мг/см2/сутки), при этом по оси у отложено содержание цинка, а по оси х - содержание алюминия. Видно, что при содержании цинка менее примерно 8 вес.% скорость коррозии снижается с увеличением содержания алюминия и практически не зависит от содержания цинка, а при содержании цинка свыше примерно 12 вес.% скорость коррозии незначительно увеличивается с увеличением содержания цинка и практически не зависит от содержания алюминия. Область содержания цинка в 8-12 вес.% является переходной. В частности, при содержании цинка в 0% скорость коррозии снижается примерно с 0,09 мг/см2/сутки при содержании алюминия в 4 вес.% примерно до 0,03 мг/см2/сутки при содержании алюминия в 9 вес.%. При постоянном содержании алюминия в 9 вес.% скорость коррозии увеличивается до 0,05 мг/см2/сутки при содержании цинка в 8 вес.% и до 0,11 мг/см2/сутки при содержании цинка в 14 вес.%.
Из этих результатов ясно, что предложенный способ литья магниевого сплава позволяет получать изделия с улучшенным сочетанием ползучести при повышенных температурах, пластичности и коррозионной характеристики.

Claims (11)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ литья магниевого сплава, содержащего
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру в пресс-форме поддерживают в интервале 160-300°С, предпочтительно в интервале от 200 до 270°С.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что время заполнения пресс-формы в миллисекундах равно произведению средней толщины детали в миллиметрах и числа от 2 до 200, предпочтительно от 3 до 50, наиболее предпочтительно от 3 до 20.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что статическое давление металла во время литья поддерживают в интервале 30-70 МПа.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что скорость охлаждения после литья составляет 10-1000°С/с.
- 5 014150 поддерживают статическое давление металла во время литья в интервале 20-70 МПа с возможным последующим повышением до 180 МПа.
5,00-13,00 вес.% алюминия,
0,00-22,00 вес.% цинка, а также содержащего 0,10-0,5 вес.% марганца, остальное - магний и постоянные примеси, общее содержание которых составляет менее 0,1 вес.%, при осуществлении которого отливают сплав в пресс-форме, температуру в которой поддерживают в интервале 150-340°С, заполняют пресс-форму в течение времени, которое в миллисекундах равно произведению числа от 2 до 300 и средней толщины детали в миллиметрах,
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что содержание алюминия составляет от 10,00 до 13,00 вес.%, предпочтительно от 10,00 до 12,00 вес.%.
7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что содержание цинка составляет от 0,00 до 10,00 вес.%.
8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что содержание алюминия составляет от 10,00 до 12,00 вес.%, а содержание цинка составляет от 0,00 до 4,00 вес.%.
9. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что содержание алюминия составляет от 5,00 до 13,00 вес.%, предпочтительно от 6,00 до 12,00 вес.%.
10. Способ по любому из пп.1-5 и 9, отличающийся тем, что содержание цинка составляет от 10,00 до 22,00 вес.%.
11. Способ по любому из пп.1-5 и 9, 10, отличающийся тем, что содержание алюминия составляет от 6,00 до 12,00 вес.%, а содержание цинка составляет от 10,00 до 18,00 вес.%.
EA200900196A 2006-08-18 2007-08-16 Способ литья магниевого сплава EA014150B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20063703A NO20063703L (no) 2006-08-18 2006-08-18 Magnesium stopeprosess og legeringssammensetning
PCT/NO2007/000284 WO2008020763A1 (en) 2006-08-18 2007-08-16 Combination of casting process and alloy composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200900196A1 EA200900196A1 (ru) 2009-06-30
EA014150B1 true EA014150B1 (ru) 2010-10-29

Family

ID=39082251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200900196A EA014150B1 (ru) 2006-08-18 2007-08-16 Способ литья магниевого сплава

Country Status (14)

Country Link
US (1) US20090090479A1 (ru)
EP (1) EP2054179A4 (ru)
JP (1) JP2010501721A (ru)
KR (1) KR101082065B1 (ru)
CN (1) CN101505891B (ru)
AU (1) AU2007285076B2 (ru)
BR (1) BRPI0716059A2 (ru)
CA (1) CA2658350C (ru)
EA (1) EA014150B1 (ru)
IL (1) IL197109A0 (ru)
MX (1) MX2009001775A (ru)
NO (1) NO20063703L (ru)
TW (1) TW200813237A (ru)
WO (1) WO2008020763A1 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2627491C (en) 2005-11-10 2011-11-22 Magontec Gmbh A combination of casting process and alloy compositions resulting in cast parts with superior combination of elevated temperature creep properties, ductility and corrosion performance
KR101561150B1 (ko) * 2008-06-03 2015-10-16 코쿠리츠켄큐카이하츠호징 붓시쯔 자이료 켄큐키코 Ｍｇ기 합금
JP5392465B2 (ja) * 2008-11-25 2014-01-22 住友電気工業株式会社 マグネシウム合金部材
JP2010157598A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Sumitomo Electric Ind Ltd マグネシウム合金部材とその製造方法
DE102013000746A1 (de) * 2013-01-17 2014-07-17 Kienle + Spiess Gmbh Verfahren zum Herstellen von Gussteilen für elektrische Anwendungen
CN103789591A (zh) * 2014-01-09 2014-05-14 马鞍山市恒毅机械制造有限公司 一种铸造轮毂用镁合金材料及其制备方法
CN103774013A (zh) * 2014-01-09 2014-05-07 马鞍山市恒毅机械制造有限公司 一种电动车轮毂用镁合金材料及其制备方法
US10086429B2 (en) * 2014-10-24 2018-10-02 GM Global Technology Operations LLC Chilled-zone microstructures for cast parts made with lightweight metal alloys
EP3569723B1 (en) 2017-01-10 2023-05-10 Fuji Light Metal Co., Ltd. Magnesium alloy
CN114686739A (zh) * 2018-07-09 2022-07-01 株式会社日本医疗机器技研 镁合金
CN114472860A (zh) * 2021-12-30 2022-05-13 深圳市中金岭南有色金属股份有限公司韶关冶炼厂 一种提高锌铝镁合金质量的梯度冷却方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1303789A (ru) * 1971-04-27 1973-01-17
EP1040883A1 (en) * 1999-03-31 2000-10-04 Mazda Motor Corporation Light metal forging material manufacturing method and forged member manufacturing method using the material
US6139651A (en) * 1998-08-06 2000-10-31 Dead Sea Magnesium Ltd Magnesium alloy for high temperature applications
EP1060817A1 (en) * 1999-06-04 2000-12-20 Mitsui Mining and Smelting Co., Ltd Pressure die-casting process of magnesium alloys
WO2005089161A2 (en) * 2004-03-15 2005-09-29 Spx Corporation Magnesium alloy and methods for making

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO132492C (ru) * 1973-10-01 1975-11-19 Nl Industries Inc
JPH06210426A (ja) * 1992-03-04 1994-08-02 Mitsubishi Electric Corp 鋳物の製造方法及び製造装置
US5855697A (en) * 1997-05-21 1999-01-05 Imra America, Inc. Magnesium alloy having superior elevated-temperature properties and die castability
JP2000343201A (ja) * 1999-06-03 2000-12-12 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd マグネシウム合金のダイカスト鋳造法及びダイカスト製品
JP3326140B2 (ja) * 1999-06-29 2002-09-17 三井金属鉱業株式会社 マグネシウム合金のダイカスト鋳造法及びダイカスト製品
JP3534650B2 (ja) * 1999-06-08 2004-06-07 三井金属鉱業株式会社 金型、ダイカスト鋳造法及びダイカスト製品
JP2001047213A (ja) * 1999-06-04 2001-02-20 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd マグネシウム合金のダイカスト鋳造法及びダイカスト製品
JP2002059252A (ja) * 1999-10-22 2002-02-26 Matsumoto Seisakusho:Kk Ｍｇ合金精密圧力成形法及びその成形装置並びにそれにより作製されたＭｇ合金成形品
JP4294947B2 (ja) 2001-12-14 2009-07-15 パナソニック株式会社 マグネシウム合金素形材の鋳造方法
US6892790B2 (en) * 2002-06-13 2005-05-17 Husky Injection Molding Systems Ltd. Process for injection molding semi-solid alloys
CA2419010A1 (en) * 2003-02-17 2004-08-17 Noranda Inc. Strontium for melt oxidation reduction of magnesium and a method for adding strontium to magnesium
JP4285188B2 (ja) * 2003-10-17 2009-06-24 株式会社豊田中央研究所 鋳造用耐熱マグネシウム合金とマグネシウム合金製鋳物およびその製造方法
JP2005152905A (ja) * 2003-11-20 2005-06-16 Toyota Central Res & Dev Lab Inc ダイカスト鋳造方法、ダイカストマシンおよびダイカストマシン用プランジャ
JP2006297433A (ja) * 2005-04-19 2006-11-02 Kyocera Chemical Corp マグネシウム合金の成形方法およびマグネシウム合金用成形金型
CA2627491C (en) * 2005-11-10 2011-11-22 Magontec Gmbh A combination of casting process and alloy compositions resulting in cast parts with superior combination of elevated temperature creep properties, ductility and corrosion performance

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1303789A (ru) * 1971-04-27 1973-01-17
US6139651A (en) * 1998-08-06 2000-10-31 Dead Sea Magnesium Ltd Magnesium alloy for high temperature applications
EP1040883A1 (en) * 1999-03-31 2000-10-04 Mazda Motor Corporation Light metal forging material manufacturing method and forged member manufacturing method using the material
EP1060817A1 (en) * 1999-06-04 2000-12-20 Mitsui Mining and Smelting Co., Ltd Pressure die-casting process of magnesium alloys
WO2005089161A2 (en) * 2004-03-15 2005-09-29 Spx Corporation Magnesium alloy and methods for making

Also Published As

Publication number Publication date
EP2054179A1 (en) 2009-05-06
AU2007285076B2 (en) 2010-04-01
EA200900196A1 (ru) 2009-06-30
KR101082065B1 (ko) 2011-11-10
CN101505891B (zh) 2011-09-28
CA2658350A1 (en) 2008-02-21
CN101505891A (zh) 2009-08-12
AU2007285076A1 (en) 2008-02-21
IL197109A0 (en) 2009-11-18
CA2658350C (en) 2011-05-31
WO2008020763A1 (en) 2008-02-21
KR20090051722A (ko) 2009-05-22
NO20063703L (no) 2008-02-19
JP2010501721A (ja) 2010-01-21
MX2009001775A (es) 2009-04-14
US20090090479A1 (en) 2009-04-09
EP2054179A4 (en) 2011-04-06
BRPI0716059A2 (pt) 2013-08-06
TW200813237A (en) 2008-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA014150B1 (ru) Способ литья магниевого сплава
JP5290764B2 (ja) 優れた高温変形特性、展性及び腐食性能の組み合わせを有する鋳造部品を形成する鋳造方法及び合金組成物
EP0799901B1 (en) Heat-resistant magnesium alloy member
US11359264B2 (en) Aluminum alloy and die casting method
US6264763B1 (en) Creep-resistant magnesium alloy die castings
AU753538B2 (en) Die casting magnesium alloy
AU2006246965B2 (en) Aluminium alloy
WO2011030500A1 (en) Aluminum alloy casting and production method thereof
KR20170138916A (ko) 다이캐스트용 알루미늄 합금 및 이를 사용한 알루미늄 합금 다이캐스트
JP2011162827A (ja) 亜鉛基合金
US11008640B2 (en) Aluminum alloy for low-pressure casting
JP2001247925A (ja) 流動性に優れた高延性マグネシウム合金およびマグネシウム合金材
MX2008006088A (en) A combination of casting process and alloy compositions resulting in cast parts with superior combination of elevated temperature creep properties, ductility and corrosion performance
JP2009208095A (ja) アルミニウム合金ダイカスト鋳物部品
Ghanti et al. The Effects of Solidification Under Pressure on the Microstructural and Mechanical Properties of Cast Aluminum Alloys
MXPA98002487A (en) Zinc-based alloys improved containing tita

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY KZ RU