PL235559B1 - Method for production of magnesium alloys with the alloy additions that have melting temperature above 650 C and density above 1.737 g/cm3 - Google Patents
Method for production of magnesium alloys with the alloy additions that have melting temperature above 650 C and density above 1.737 g/cm3 Download PDFInfo
- Publication number
- PL235559B1 PL235559B1 PL423323A PL42332317A PL235559B1 PL 235559 B1 PL235559 B1 PL 235559B1 PL 423323 A PL423323 A PL 423323A PL 42332317 A PL42332317 A PL 42332317A PL 235559 B1 PL235559 B1 PL 235559B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- magnesium
- density
- alloy
- weight
- stirrer
- Prior art date
Links
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania stopów magnezu z dodatkami stopowymi pierwiastków o temperaturze topnienia wyższej od 650°C i gęstości powyżej 1,737 g/cm3.The subject of the invention is a method for the production of magnesium alloys with alloying elements with a melting point higher than 650 ° C and a density higher than 1.737 g / cm 3 .
Magnez jest metalem ziem alkalicznych o gęstości 1,737 g/cm3 i temperaturze topnienia 650°C. Pierwiastek ten oraz jego stopy charakteryzują się dobrą wytrzymałością względną, dobrą skrawalnością oraz dobrymi właściwościami odlewniczymi (większość stopów magnezu charakteryzuje rzadkopłynność) umożliwiającymi wytwarzanie z nich skomplikowanych odlewów cienkościennych. Nadto magnez charakteryzuje się małą pojemnością cieplną, co sprzyja szybkiej krystalizacji jego stopów i powoduje skrócenie cyklu wytwarzania odlewów oraz ich drobnoziarnistość. Najpopularniejszymi dodatkami stopowymi dla stopów magnezu są aluminium, cynk oraz metale ziem rzadkich. Ponieważ stopy magnezu z tymi dodatkami posiadają również pewne niedogodności, jak mała wytrzymałość na rozciąganie w podwyższonej temperaturze czy mała odporność na ścieranie i korozję, wprowadza się do tych stopów jeszcze inne dodatki stopowe, jak mangan, krzem, cyrkon, wanad czy chrom.Magnesium is an alkaline earth metal with a density of 1.737 g / cm 3 and a melting point of 650 ° C. This element and its alloys are characterized by good relative strength, good machinability and good casting properties (most magnesium alloys are characterized by low fluidity), enabling the production of complex thin-walled castings from them. In addition, magnesium is characterized by a low heat capacity, which favors the rapid crystallization of its alloys and shortens the cycle of casting production and their fine grain. The most popular alloying elements for magnesium alloys are aluminum, zinc and rare earth metals. Since magnesium alloys with these additives also have some disadvantages, such as low tensile strength at elevated temperature or low resistance to abrasion and corrosion, other alloying additives such as manganese, silicon, zirconium, vanadium and chromium are introduced into these alloys.
Znane są sposoby wytwarzania stopów magnezu, polegające na stapianiu magnezu z dodatkami stopowymi, znajdują zastosowanie dla dodatków stopowych charakteryzujących się gęstością i temperaturą topnienia zbliżoną do gęstości i temperatury topnienia samego magnezu. Zbyt duże różnice w gęstości pomiędzy magnezem a dodatkami stopowymi powodują, że dodatki stopowe w postaci pierwiastków o większej gęstości niż magnez wykazują tendencję do sedymentacji grawitacyjnej, co skutkuje dużymi różnicami w składzie chemicznym otrzymanych odlewów, a w konsekwencji różnymi ich właściwościami. Natomiast zbyt duże różnice w temperaturze topnienia między magnezem i dodatkami stopowymi powodują, że dodatki te rozpuszczają się dyfuzyjnie tylko do granicy ich rozpuszczalności w osnowie w ograniczonej objętości stopu.There are known methods of producing magnesium alloys, consisting in fusing magnesium with alloying additives, they are used for alloying additives characterized by a density and melting point similar to the density and melting point of magnesium itself. Too large differences in the density between magnesium and alloying additives cause that alloying additives in the form of elements with a higher density than magnesium tend to gravitational sedimentation, which results in large differences in the chemical composition of the castings obtained, and consequently their different properties. On the other hand, too large differences in the melting point between magnesium and alloy additives cause that these additives dissolve by diffusion only to the limit of their solubility in the matrix in a limited volume of the alloy.
Sposób wytwarzania stopów magnezu z dodatkami stopowymi pierwiastków o gęstości powyżej 1,737 g/cm3 oraz temperaturze topnienia wyższej od 650°C, przeznaczonych do odlewania w formach piaskowych, odlewania precyzyjnego w formach ceramicznych lub odlewania w kokilach, w drodze stapiania w tyglu pieca topialnego w atmosferze gazów ochronnych, charakteryzuje się tym, że do stopionego w tyglu pieca stopu magnezu wprowadza się co najmniej jedną zaprawę na bazie aluminium lub magnezu zawierającą pierwiastek o temperaturze topnienia wyższej od 650°C i gęstości powyżej 1,737 g/cm3, w ilości 0,05-0,2% wagowych w stosunku do masy stopu magnezu, i po całkowitym rozpuszczeniu zaprawy lub zapraw kąpiel stopową wytrzymuje się izotermicznie w czasie 30-60 minut mieszając ją mieszadłem wykonującym jednocześnie ruch obrotowy i ruch posuwisto-zwrotny. Korzystnie, stop miesza się podczas wytrzymania izotermicznego mieszadłem łopatkowym, które wykonuje ruch obrotowy o zmiennym kierunku obrotu z prędkością 10-300 obrotów/minutę, przy kącie wychylenia łopatek mieszadła w stosunku do jego osi pionowej do 30°, oraz ruch posuwisto-zwrotny z prędkością do 2 cm/sekundę.A method of producing magnesium alloys with alloying elements with a density above 1.737 g / cm 3 and a melting point above 650 ° C, intended for sand casting, ceramic precision casting or die casting, by melting in a melting furnace crucible in protective gas atmosphere, characterized by the fact that at least one mortar based on aluminum or magnesium containing the element with a melting point higher than 650 ° C and density higher than 1.737 g / cm 3 , in the amount of 0, is introduced into the melted furnace in the magnesium alloy furnace, 0.5-0.2% by weight, based on the weight of the magnesium alloy, and after the mortar or mortars are completely dissolved, the alloying bath is isothermally withstood for 30-60 minutes by mixing it with a stirrer that performs both rotary and reciprocating motion. Preferably, the alloy is mixed during isothermal strength with a paddle stirrer, which rotates with an alternating direction of rotation at a speed of 10-300 rpm, with a deflection angle of the stirrer blades with respect to its vertical axis up to 30 °, and a reciprocating movement at a speed of up to 2 cm / second.
Intensywne mieszanie stopu magnezu przy pomocy mieszadła zanurzonego w kąpieli stopowej oraz wytrzymanie izotermiczne pozwala na dokładne rozprowadzenie dodatków stopowych, których gęstość jest większa od 1,737 g/cm3 oraz temperatura topnienia wyższa od 650°C. Intensywne mieszanie zapewnia równomierne rozprowadzanie dodatków w całej kąpieli stopowej, zaś izotermiczne wytrzymanie pozwala na dyfuzyjne rozpuszczanie pierwiastków wysokotopliwych w ciekłym stopie. Sposobem według wynalazku uzyskuje się stopy magnezu z dodatkami pierwiastków wysokotopliwych, charakteryzujące się podwyższonymi właściwościami wytrzymałościowymi, jak wytrzymałość na rozciąganie Rm, granica plastyczności Rp, czy wydłużenie względne A5, oraz zwiększoną odpornością na zużycie ścierne i adhezyjne, a także podwyższoną twardością w porównaniu do stopów magnezu nie zawierających tych dodatków.Intensive mixing of the magnesium alloy with the use of a stirrer immersed in an alloying bath and isothermal resistance allows for the precise distribution of alloying additives, the density of which is greater than 1.737 g / cm 3 and the melting point higher than 650 ° C. Intensive mixing ensures even distribution of additives throughout the entire alloy bath, while isothermal resistance allows diffusive dissolution of high-melting elements in the liquid alloy. The method according to the invention produces magnesium alloys with additions of high-melting elements, characterized by increased strength properties, such as tensile strength Rm, yield strength Rp, or relative elongation A5, and increased resistance to abrasive and adhesive wear, as well as increased hardness compared to alloys. magnesium without these additives.
Stopy otrzymane sposobem według wynalazku znajdują zastosowanie jako materiały na wyroby lekkie pracujące w trudnych warunkach, na przykład na sworznie zawiasów drzwi samochodowych czy samolotowych oraz na inne elementy, od których jest wymagana niska masa a zarazem wysokie właściwości mechaniczne.The alloys obtained by the method according to the invention are used as materials for light products operating in difficult conditions, for example for car or airplane door hinge pins, and for other elements which require low weight and high mechanical properties.
Sposób według wynalazku został przedstawiony w poniższych przykładach realizacji, z powołaniem się na rysunek ilustrujący tygiel pieca topialnego z mieszadłem w widoku perspektywicznym.The process of the invention is illustrated in the following Examples with reference to the drawing illustrating the crucible of a stirrer melting furnace in a perspective view.
P r z y k ł a d IP r z k ł a d I
Znormalizowany stop magnezu AM60, zawierający 6% aluminium, 0,5% manganu, reszta magnezu, umieszczono w zamkniętym tyglu 1 pieca topialnego, w atmosferze gazów ochronnych 4 i doprowadzono do stopienia w temperaturze 750°C. Do kąpieli stopowej wprowadzono zaprawę 2 AlCr15Standard magnesium alloy AM60, containing 6% aluminum, 0.5% manganese, the rest of magnesium, was placed in a closed crucible 1 of a melting furnace, under a protective gas atmosphere 4 and brought to melting at a temperature of 750 ° C. Mortar 2 AlCr15 was introduced into the alloy bath
PL 235 559 B1 (aluminium i 15% chromu) zawierającą chrom w ilości odpowiadającej 0,2% wagowym masy stopu magnezu, i odczekano aż do całkowitego jej rozpuszczenia. Po całkowitym rozpuszczeniu zaprawy 2, kąpiel stopową 3 wytrzymano izotermicznie w czasie 30 minut mieszając ją mieszadłem łopatkowym 5, które wykonywało ruch obrotowy Ri o zmiennym kierunku obrotu z prędkością 150 obrotów/minutę, przy kącie a wychylenia łopatek mieszadła w stosunku do osi pionowej mieszadła równym 30°, oraz ruch posuwisto-zwrotny R2 z prędkością 1 cm/sekundę. W rezultacie otrzymano ciekły stop magnezu (na bazie AM60) z dodatkiem chromu, którym to stopem zalano ceramiczne formy odlewnicze. Otrzymane odlewy charakteryzowały się następującymi właściwościami wytrzymałościowymi: Rm = 131 MPa, As = 1,58% oraz HB = 50, przy czym odlewy ze znormalizowanego stopu AM60, otrzymane w tej technologii, miały te właściwości na poziomie: Rm = 97 MPa, A5 = 0,9% oraz HB = 48.(Aluminum and 15% chromium) containing chromium in an amount corresponding to 0.2% by weight of the weight of the magnesium alloy, and it was waited until it was completely dissolved. After the mortar 2 had completely dissolved, the alloy bath 3 was isothermally withstood for 30 minutes by mixing it with a paddle stirrer 5, which made a rotary motion Ri with a variable direction of rotation at a speed of 150 revolutions / minute, with the angle α of the stirrer blades relative to the vertical axis of the stirrer equal to 30 °, and the reciprocating movement R2 at a speed of 1 cm / second. As a result, a liquid magnesium alloy (based on AM60) with the addition of chromium was obtained, which alloy was poured into ceramic casting molds. The obtained castings were characterized by the following strength properties: Rm = 131 MPa, As = 1.58% and HB = 50, while the standardized AM60 alloy castings obtained in this technology had the following properties: Rm = 97 MPa, A5 = 0.9% and HB = 48.
P r z y k ł a d IIP r z x l a d II
Znormalizowany stop magnezu AM60 umieszczono w zamkniętym tyglu 1 pieca topialnego, w atmosferze gazów ochronnych 4 i doprowadzono do stopienia w temperaturze 750°C. Do kąpieli stopowej wprowadzono zaprawę 2 AlV10 (aluminium i 10% wanadu) zawierającą wanad w ilości odpowiadającej 0,2% wagowym masy stopu magnezu, i odczekano aż do całkowitego jej rozpuszczenia. Po całkowitym rozpuszczeniu zaprawy 2 kąpiel stopową 3 wytrzymano izotermicznie w czasie 30 minut mieszając ją mieszadłem łopatkowym 5, które wykonywało ruch obrotowy Ri o zmiennym kierunku obrotu z prędkością 150 obrotów/minutę, przy kącie a wychylenia łopatek mieszadła 5 w stosunku do osi pionowej mieszadła równym 30°, oraz ruch posuwisto-zwrotny R2 z prędkością 1 cm/sekundę. W rezultacie otrzymano ciekły stop magnezu (na bazie AM60) z dodatkiem wanadu, którym to stopem zalano ceramiczne formy odlewnicze. Otrzymane odlewy charakteryzowały się następującymi właściwościami wytrzymałościowymi: Rm = 119 MPa, A5 = 1,36% oraz HB = 49.The standardized magnesium alloy AM60 was placed in a closed crucible 1 of a melting furnace under a protective gas atmosphere 4 and melted at a temperature of 750 ° C. Mortar 2 AlV10 (aluminum and 10% vanadium) containing vanadium in an amount corresponding to 0.2% by weight of the weight of the magnesium alloy was introduced into the melting bath, and it was allowed to dissolve completely. After the mortar 2 had completely dissolved, the foot bath 3 was isothermally withstood for 30 minutes by mixing it with a paddle stirrer 5, which made a rotary motion Ri with a variable direction of rotation at a speed of 150 rpm, with the angle α of the stirrer blades 5 in relation to the vertical axis of the stirrer 30 °, and the reciprocating movement R2 at a speed of 1 cm / second. As a result, a liquid magnesium alloy (based on AM60) with the addition of vanadium was obtained, which alloy was poured into ceramic casting molds. The obtained castings were characterized by the following strength properties: Rm = 119 MPa, A5 = 1.36% and HB = 49.
P r z y k ł a d IIIP r x l a d III
Znormalizowany stop magnezu AM60 umieszczono w zamkniętym tyglu 1 pieca topialnego, w atmosferze gazów ochronnych 4 i doprowadzono do stopienia w temperaturze 750°C. Do kąpieli stopowej wprowadzono zaprawy 2 o składach jak w przykładach powyższych tj. AlCr15 i AlV10, zawierające, odpowiednio, chrom w ilości odpowiadającej 0,2% wagowym masy stopu magnezu oraz wanad w ilości odpowiadającej 0,2% wagowym masy stopu magnezu, i odczekano aż do całkowitego rozpuszczenia zapraw. Po całkowitym rozpuszczeniu obu zapraw 2, kąpiel stopową 3 wytrzymano izotermicznie w czasie 30 minut mieszając ją mieszadłem łopatkowym 5, które wykonywało ruch obrotowy R1 o zmiennym kierunku obrotu z prędkością 150 obrotów/minutę, przy kącie a wychylenia łopatek mieszadła 5 w stosunku do osi pionowej mieszadła równym 30°, oraz ruch posuwisto-zwrotny R2 z prędkością 1 cm/sekundę. W rezultacie otrzymano ciekły stop magnezu (na bazie AM60) z dodatkiem chromu i wanadu, którym to stopem zalano ceramiczne formy odlewnicze. Otrzymane odlewy charakteryzowały się następującymi właściwościami wytrzymałościowymi: Rm = 137 MPa, A5 = 1,6% oraz HB = 50.The standardized magnesium alloy AM60 was placed in a closed crucible 1 of a melting furnace under a protective gas atmosphere 4 and melted at a temperature of 750 ° C. Mortars 2 with compositions as in the above examples, i.e. AlCr15 and AlV10, containing, respectively, chromium in an amount corresponding to 0.2% by weight of the weight of magnesium alloy and vanadium in an amount corresponding to 0.2% by weight of the weight of magnesium alloy, were introduced into the alloy bath, and it was allowed to wait for until the mortar is completely dissolved. After both mortars 2 had completely dissolved, the foot bath 3 was isothermally withstood for 30 minutes by mixing it with a paddle stirrer 5, which made a rotary motion R1 with a variable direction of rotation at a speed of 150 revolutions / minute, with the angle α of the stirrer blades 5 relative to the vertical axis the stirrer equal 30 °, and the reciprocating movement R2 at a speed of 1 cm / second. As a result, a liquid magnesium alloy (based on AM60) was obtained with the addition of chromium and vanadium, which was poured into ceramic molds. The obtained castings were characterized by the following strength properties: Rm = 137 MPa, A5 = 1.6% and HB = 50.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL423323A PL235559B1 (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Method for production of magnesium alloys with the alloy additions that have melting temperature above 650 C and density above 1.737 g/cm3 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL423323A PL235559B1 (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Method for production of magnesium alloys with the alloy additions that have melting temperature above 650 C and density above 1.737 g/cm3 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL423323A1 PL423323A1 (en) | 2019-05-06 |
| PL235559B1 true PL235559B1 (en) | 2020-09-07 |
Family
ID=66341884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL423323A PL235559B1 (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Method for production of magnesium alloys with the alloy additions that have melting temperature above 650 C and density above 1.737 g/cm3 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL235559B1 (en) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101487089B (en) * | 2009-02-27 | 2010-09-29 | 清华大学 | Method for improving fluidness of magnesium alloy melt and special agitating apparatus |
| CN101623753B (en) * | 2009-06-19 | 2011-02-09 | 南昌大学 | Preparation method of semisolid-state AZ61 magnesium alloy |
| CN102071344B (en) * | 2011-02-25 | 2012-07-04 | 中国矿业大学 | Preparation method for refined magnesium alloy solidification tissue |
| CN104178673B (en) * | 2014-09-12 | 2016-08-24 | 胡贤晨 | A kind of magnesium alloy and preparation method thereof |
| CN104278183B (en) * | 2014-10-31 | 2016-09-28 | 胡贤晨 | A kind of diecast magnesium alloy and processing technology thereof |
-
2017
- 2017-10-31 PL PL423323A patent/PL235559B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL423323A1 (en) | 2019-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2564370C2 (en) | Magnesium-based alloy with increased yield and resistance against hot tears, and method of its manufacturing | |
| KR101342297B1 (en) | - a method of and a device for producing a liquid-solid metal composition | |
| Mozammil et al. | Investigation and measurement of porosity in Al+ 4.5 Cu/6wt% TiB2 in situ composite: optimization and statistical modelling | |
| JPH1133692A (en) | Manufacture of metallic slurry for semi-solidified casting | |
| Langlais et al. | The SEED technology for semi-solid processing of aluminum alloys: A metallurgical and process overview | |
| Narasimha Murthy et al. | Evaluation of the microstructure, secondary dendrite arm spacing, and mechanical properties of Al–Si alloy castings made in sand and Fe–Cr slag molds | |
| PL235559B1 (en) | Method for production of magnesium alloys with the alloy additions that have melting temperature above 650 C and density above 1.737 g/cm3 | |
| WO2004099454A2 (en) | Semi-solid metal casting process of hypoeutectic aluminum alloys | |
| Wessén et al. | The RSF technology–a possible breakthrough for semi-solid casting processes | |
| Luo et al. | Microstructure and Properties of ZL101 Alloy Affected by Substrate Movement Speed of a Novel Semisolid Continuous Micro Fused-Casting for Metal Process | |
| JP5461062B2 (en) | Alloy lump production equipment | |
| Tupaj et al. | Improvement of Al-Si alloy fatigue strength by means of refining and modification | |
| Ghanaraja et al. | Fabrication and mechanical properties of Al (Mg)-TiO2 based in-situ composites | |
| US20040055724A1 (en) | Semi-solid metal casting process and product | |
| WO2004099455A2 (en) | Semi-solid casting process of aluminum alloys with a grain refiner | |
| Dhaneswara et al. | Comparative study of degassing method by using NaF-NaNO3-based tablet degasser, technical argon gas, and pure argon gas in aluminum casting | |
| Pezda | Effect of modifying process on mechanical properties of EN AC-43300 silumin cast into sand moulds | |
| Kotadia | Solidification behaviour of Al-Sn-Cu immiscible alloys and Al-Si cast alloys processed under intensive shearing | |
| RU2696803C1 (en) | Additive for molding mixtures | |
| Pezda | T6 heat treatment of hypo-eutectic silumins in aspect of improvement of Rm tensile strength | |
| Łągiewka et al. | The influence of material of mould and modification on the structure of AlSi11 alloy | |
| Botkan et al. | Effect of isothermal stirring parameters on microstructure of Al-A356 alloy | |
| Moller | Optimisation of the heat treatment cycles of CSIR semi-solid metal processed Al-7Si-Mg alloys A356/7 | |
| Łągiewka et al. | The influence of modification on the flow and the solidification of AlSi10Mg alloy | |
| Ahmad et al. | The Effect of Metallic Addition on Mechanical Property of Aluminum (LM6) Alloy |