專利名稱：一種鎂合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鎂合金生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗拉強(qiáng)度與延伸性能較高的新型鎂合金。
背景技術(shù)：
目前，鎂合金工業(yè)上熔煉制得得鎂合金其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度及斷后延伸率等相關(guān)的力學(xué)性能指標(biāo)都較低，往往不能滿足一些對這類指標(biāo)有較高要求的生產(chǎn)后期各種壓鑄成型、熱處理或者高速切削與加工鍛造工序。尤其是在對鎂合金鍛造拉伸的過程中，較低的抗拉強(qiáng)度與斷后延伸率使得鎂合金容易斷裂，造成加工的困難。以現(xiàn)有的AZ81A型號鎂合金為例(組成成分及其重量百分比含量為Al7.2-8.0％、Mn0.15-0.35％、Zn0.50-0.90％、Si≤0.20％、、Cu≤0.08％、Ni≤0.010％、Be0.0005-0.0015％，其余為Mg)，其在鑄態(tài)下的平均抗拉強(qiáng)度為160Mpa，屈服強(qiáng)度為90Mpa，斷后延伸率僅為2％，相對較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種抗拉強(qiáng)度與斷后延伸性能均很好的新型鎂合金，其鑄態(tài)下的平均抗拉強(qiáng)度181Mpa，屈服強(qiáng)度60Mpa，斷后延伸率6％，彌補(bǔ)現(xiàn)有AZ81A型號鎂合金在鑄態(tài)下的上述力學(xué)性能上的不足。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的主要技術(shù)方案為一種鎂合金，其組分的重量百分比為Al7.6-8.4％、Mn0.18-0.28％、Zn0.9-1.3％、Si＜0.08％、Fe≤0.004％、Cu＜0.025％、Ni＜0.002％、Be0.0005-0.0015％，余量為Mg。
本發(fā)明的熔煉工藝如下先進(jìn)行配料，保證配料中以組分百分含量值均為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)值的AZ91D型鎂合金生產(chǎn)廢料作為回爐料，且控制回爐料占整個熔煉工藝投料總量的60％。配料中還包括工業(yè)鎂錠、鋁錠、鋅錠、錳粉及鋁鈹中間合金。將鎂錠、鋁錠、鋅錠投入已清渣的坩堝中加塊熔劑熔化，半熔時投入回爐料并加入覆蓋劑，整個熔化過程時間控制在2-6h，且鎂液最終溫度控制在670-690℃；熔化結(jié)束后同時加精煉粉與錳粉進(jìn)行一次精煉，時間控制在25min，溫度控制在680-730℃，結(jié)束后對鎂液成分進(jìn)行取樣分析，合格則進(jìn)入下道工序，不合格進(jìn)行成分調(diào)整；之后鎂液繼續(xù)升溫至730-750℃時加入覆蓋劑和螢石粉，進(jìn)行二次精煉吸渣作業(yè)，精煉時間控制在40min，溫度控制在730-750℃，其后靜置降溫，使熔劑和夾雜物沉降，時間控制在60min，溫度在620-660℃結(jié)束，然后再升溫，當(dāng)溫度達(dá)到650-690℃時加入鋁鈹中間合金直到其全部熔化結(jié)束，熔化過程溫度始終控制在650-690℃。然后對爐內(nèi)鎂液取樣進(jìn)行成分分析，合格后出爐。最后在640-660℃溫度條件下，并在保護(hù)氣氛中進(jìn)行澆鑄，時間一般控制在40-60分鐘。
該熔煉工藝與現(xiàn)有的AZ81A型號鎂合金的熔煉工藝一致。
本發(fā)明主要是在AZ81A型號鎂合金基礎(chǔ)上通過提高組分中鋅元素的含量，使鎂合金的抗拉強(qiáng)度和斷后延伸率得到明顯的改善。其在鑄態(tài)下的平均抗拉強(qiáng)度181Mpa，屈服強(qiáng)度60Mpa，斷后延伸率6％，與AZ81A型號鎂合金相比，由于抗拉強(qiáng)度和斷后延伸率有了較大的提高，很好的彌補(bǔ)了AZ81A型號鎂合金在鑄態(tài)下的上述力學(xué)性能上的不足，從而能夠滿足生產(chǎn)鑄造方面更高的技術(shù)要求。
具體實施例方式
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實施例1以組分百分含量值均為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)值的AZ91D型鎂合金生產(chǎn)廢料作為回爐料，且控制回爐料占整個熔煉工藝投料總量的60％。將鎂錠367Kg，鋁錠28.3Kg，鋅錠6.2Kg經(jīng)預(yù)處理后投入已清渣的坩堝中，加塊熔劑，待半熔化時加入回爐料602kg，繼續(xù)熔化，過程中加入覆蓋劑以防止燃燒，鎂液最終溫度控制在670℃，時間控制在3h。熔化結(jié)束后在670℃溫度條件下往鎂液中吹氮?dú)?，并機(jī)械攪拌，同時加錳粉和精煉劑進(jìn)行一次精煉，精煉時間控制在25min，精煉結(jié)束時溫度控制在680℃。對一次精煉的鎂液成分進(jìn)行取樣分析，若合格進(jìn)行下道工序，若不合格進(jìn)行成分調(diào)整。之后鎂液繼續(xù)升溫至730℃時，充氮?dú)?，并機(jī)械攪拌，同時加覆蓋劑和螢石粉進(jìn)行二次精煉，精煉時間控制在40min，完成后靜置5min提渣，提渣結(jié)束后溫度控制在730℃。將所得鎂液靜置60分鐘降溫，使熔劑和夾雜物沉降，靜置結(jié)束時的最后溫度控制在620℃。然后升溫，當(dāng)溫度達(dá)到650℃，加鋁鈹中間合金1.5Kg至其全部熔化結(jié)束，熔化過程溫度控制在650℃。然后對爐內(nèi)鎂液取樣進(jìn)行成分分析，合格后出爐。出爐后的鎂液在保護(hù)氣氛下進(jìn)行澆鑄，澆鑄溫度控制在630℃。這樣制得的鎂合金中的化學(xué)組分的重量百分比為Al8.2％、Mn0.25％、Zn0.9％、Si≤0.20％、Cu≤0.08％、Ni≤0.010％、Be0.0005-0.0015％，其余為Mg。本發(fā)明鑄態(tài)下的抗拉強(qiáng)度為171Mpa，屈服強(qiáng)度為60Mpa，斷后延伸率達(dá)到5％。
在本發(fā)明的組分中引入鈹元素主要是提高鎂合金的抗氧化性，且只要保證鈹元素在組分中的重量百分含量為0.0005-0.0015％。因此鋁鈹中間合金中，鈹?shù)谋壤饕歉鶕?jù)其在本發(fā)明組分中的上述比重來實際的確定與微量調(diào)整(比例一般控制在0.9～1.2％)。以下實施例均如此。
由于在對二次精煉過后的鎂液進(jìn)行靜置提渣及之后的沉降清除雜質(zhì)的過程中，可能有部分原料被清除，因此在取樣分析時有可能出現(xiàn)某種成分不符合合金預(yù)定的配制要求，這時應(yīng)根據(jù)預(yù)定的配方，相應(yīng)加入某些原料再次熔煉，直到取樣分析合格為止。對于以下的實施例均有上述的要求。
實施例2以組分百分含量值均為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)值的AZ91D型鎂合金生產(chǎn)廢料作為回爐料，且控制回爐料占整個熔煉工藝投料總量的60％。將鎂錠367Kg，鋁錠26.2Kg，鋅錠7.4Kg經(jīng)預(yù)處理后投入已清渣的坩堝中，加塊熔劑，待半熔化時加入回爐料602kg，繼續(xù)熔化，過程中加入覆蓋劑以防止燃燒，鎂液最終溫度控制在680℃，時間控制在4h。熔化結(jié)束后在680℃溫度條件下往鎂液中吹氮?dú)?，并機(jī)械攪拌，同時加錳粉和精煉劑進(jìn)行一次精煉，精煉時間控制在25min，精煉結(jié)束時溫度控制在700℃。對一次精煉的鎂液成分進(jìn)行取樣分析，若合格進(jìn)行下道工序，若不合格進(jìn)行成分調(diào)整。之后鎂液繼續(xù)升溫至740℃時，充氮?dú)?，并機(jī)械攪拌，同時加覆蓋劑和螢石粉進(jìn)行二次精煉，精煉時間控制在40min，完成后靜置5min提渣，提渣結(jié)束后溫度控制在740℃。將所得鎂液靜置60分鐘降溫，使熔劑和夾雜物沉降，靜置結(jié)束時的最后溫度控制在640℃。然后升溫，當(dāng)溫度達(dá)到670℃加入鋁鈹中間合金直到其全部熔化結(jié)束，熔化過程溫度始終控制在650-690℃。然后對爐內(nèi)鎂液取樣進(jìn)行成分分析，合格后出爐。出爐后的鎂液在保護(hù)氣氛下進(jìn)行澆鑄，澆鑄溫度控制在640℃。這樣制得的鎂合金中的化學(xué)組分的重量百分比為Al8.0％、Mn0.25％、Zn1.1％、Si≤0.20％、Cu≤0.08％、Ni≤0.010％、Be0.0005-0.0015％，其余為Mg。本發(fā)明鑄態(tài)下的抗拉強(qiáng)度為180Mp，屈服強(qiáng)度為60Mpa，斷后延伸率達(dá)到6％。
實施例3以組分百分含量值均為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)值的AZ91D型鎂合金生產(chǎn)廢料作為回爐料，且控制回爐料占整個熔煉工藝投料總量的60％。將鎂錠367Kg，鋁錠24.2Kg，鋅錠9.4Kg經(jīng)預(yù)處理后投入已清渣的坩堝中，加塊熔劑，待半熔化時加入回爐料602.15kg，繼續(xù)熔化，過程中加入覆蓋劑以防止燃燒，鎂液最終溫度控制在690℃，時間控制在6h。熔化結(jié)束后在690℃溫度條件下往鎂液中吹氮?dú)?，并機(jī)械攪拌，同時加錳粉和精煉劑進(jìn)行一次精煉，精煉時間控制在25min，精煉結(jié)束時溫度控制在730℃。對一次精煉的鎂液成分進(jìn)行取樣分析，若合格進(jìn)行下道工序，若不合格進(jìn)行成分調(diào)整。之后鎂液繼續(xù)升溫至750℃時，充氮?dú)猓C(jī)械攪拌，同時加覆蓋劑和螢石粉進(jìn)行二次精煉，精煉時間控制在40min，完成后靜置5min提渣，提渣結(jié)束后溫度控制在750℃。將所得鎂液靜置60分鐘降溫，使熔劑和夾雜物沉降，靜置結(jié)束時的最后溫度控制在660℃。然后升溫，當(dāng)溫度達(dá)到690℃加入鋁鈹中間合金直到其全部熔化結(jié)束，熔化過程溫度始終控制在650-690℃。然后對爐內(nèi)鎂液取樣進(jìn)行成分分析，合格后出爐。出爐后的鎂液在保護(hù)氣氛下進(jìn)行澆鑄，澆鑄溫度控制在630℃。這樣制得的鎂合金中的化學(xué)組分的重量百分比為Al7.8％、Mn0.25％、Zn1.3％、Si≤0.20％、Cu≤0.08％、Ni≤0.010％、Be0.0005-0.0015％，其余為Mg。本發(fā)明鑄態(tài)下的抗拉強(qiáng)度為190Mp，屈服強(qiáng)度為60Mpa，斷后延伸率達(dá)到7％。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金，其特征在于組分的重量百分比含量為Al7.6-8.4％、Mn0.18-0.28％、Zn0.9-1.3％、Si＜0.08％、Fe≤0.004％、Cu＜0.025％、Ni＜0.002％、Be0.0005-0.0015％，余量為Mg。
全文摘要
一種鎂合金，其組分重量百分比含量為Al7.6－8.4％、Mn0.18－0.28％、Zn0.9－1.3％、Si＜0.08％、Fe≤0.004％、Cu＜0.025％、Ni＜0.002％、Be0.0005－0.0015％，余量為Mg。本發(fā)明主要是在AZ81A型號鎂合金基礎(chǔ)上通過提高組分中鋅元素的含量，使鎂合金的抗拉強(qiáng)度和斷后延伸率得到明顯的提高，其平均抗拉強(qiáng)度181Mpa，屈服強(qiáng)度60Mpa，斷后延伸率6％，有效彌補(bǔ)了現(xiàn)有AZ81A型號鎂合金在鑄態(tài)下的上述力學(xué)性能上的不足，從而能滿足更高的鍛造生產(chǎn)方面的技術(shù)要求。
文檔編號C22C23/00GK1880495SQ20061004034
公開日2006年12月20日 申請日期2006年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月17日
發(fā)明者陶衛(wèi)建 申請人:南京云海特種金屬有限公司