专利名称：一种新型镁合金的制作方法
技术领域：
本发明属于镁合金生产技术领域，尤其涉及一种抗拉强度高，延伸性能好的新型镁合金。
背景技术：
目前，镁合金工业上熔炼制得得镁合金其抗拉强度、屈服强度及断后延伸率等相关的力学性能指标都较低，往往不能满足一些对这类指标有较高要求的生产后期各种压铸成型、热处理或者高速切削与加工锻造工序。尤其是在对镁合金锻造拉伸的过程中，较低的抗拉强度与断后延伸率使得镁合金容易断裂，造成加工的困难。以CN1670231公开的一种镁合金为例(组成成分及其重量百分比含量为Al6.5-7.5％、Mn0.20-0.70％、Zn0.40-1.0％、Si≤0.10％、Fe≤0.004％、Cu≤0.05％、Ni≤0.010％，其余威Mg)，其在压铸状态下的抗拉强度为280Mpa，屈服强度为136Mpa，断后延伸率9％；虽然能够满足锻造汽车轮毂的技术要求，然而抗拉强度与断后延伸率仍然较低，较难满足对这类力学性能有更高要求的锻造生产技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种压铸状态下抗拉强度与断后延伸率均较高的新型镁合金，其在压铸状态下的平均抗拉强度378Mpa，屈服强度136Mpa，断后延伸率12％，能够进一步满足对镁合金材料的上述力学性能有更高技术要求的锻造生产工艺。
为了解决上述技术问题，本发明的主要技术方案为一种新型镁合金，其组分的重量百分比为Al6.6-7.4％、Mn0.20-0.28％、Zn1.0-1.3％、Si＜0.08％、Fe≤0.004％、Cu＜0.025％、Ni＜0.002％、Be0.0005-0.0015％，余量为Mg。
实现本发明一种新型镁合金上述技术方案的熔炼工艺主要技术步骤如下先进行配料，保证配料中以组分百分含量值均为工业标准值的AZ91D型镁合金生产废料作为回炉料，且控制回炉料占整个熔炼工艺投料总量的60％。配料中还包括工业镁锭、铝锭、锌锭、锰粉及铝铍中间合金。将镁锭、铝锭、锌锭投入已清渣的坩埚中加块熔剂熔化，半熔时投入回炉料并加入覆盖剂，整个熔化过程时间控制在2-6h，且镁液最终温度控制在670-690℃；熔化结束后同时加精炼粉与锰粉进行一次精炼，时间控制在25min，温度控制在680-730℃，结束后对镁液成分进行取样分析，合格则进入下道工序，不合格进行成分调整；之后镁液继续升温至730-750℃时加入覆盖剂和萤石粉，进行二次精炼吸渣作业，精炼时间控制在40min，温度控制在730-750℃，其后静置降温，使熔剂和夹杂物沉降，时间控制在60min，温度在620-660℃结束，然后再升温，当温度达到650-690℃时加入铝铍中间合金直到其全部熔化结束，熔化过程温度始终控制在650-690℃。然后对炉内镁液取样进行成分分析，合格后出炉。最后在640-660℃温度条件下，并在保护气氛中进行浇铸，时间一般控制在40-60分钟。
本发明主要是在现有镁合金熔炼工艺中通过提高组分中锌元素的含量，使镁合金在压铸状态下的抗拉强度和断后延伸率得到较大的提高；其平均抗拉强度378Mpa，屈服强度136Mpa，断后延伸率12％。与CN1670231公开的镁合金相比能够进一步满足对镁合金材料的上述力学性能有更高技术要求的锻造生产工艺；且组分中加入了铍元素，又进一步增加了镁合金的抗氧化性。
具体实施例方式
以下结合具体实施例对本发明主要技术方案的实现作进一步描述实施例1以组分百分含量值均为工业标准值的AZ91D型镁合金生产废料作为回炉料，且控制回炉料占整个熔炼工艺投料总量的60％。将镁锭375Kg，铝锭18.6Kg，锌锭7.9Kg经预处理后投入已清渣的坩埚中，加块熔剂，待半熔化时加入回炉料606kg，继续熔化，过程中加入覆盖剂以防止燃烧，镁液最终温度控制在670℃，时间控制在3h。熔化结束后在670℃温度条件下往镁液中吹氮气，并机械搅拌，同时加锰粉和精炼剂进行一次精炼，精炼时间控制在25min，精炼结束时温度控制在680℃。对一次精炼的镁液成分进行取样分析，若合格进行下道工序，若不合格进行成分调整。之后镁液继续升温至730℃时，充氮气，并机械搅拌，同时加覆盖剂和萤石粉进行二次精炼，精炼时间控制在40min，完成后静置5min提渣，提渣结束后温度控制在730℃。将所得镁液静置60分钟降温，使熔剂和夹杂物沉降，静置结束时的最后温度控制在620℃。然后升温，当温度达到650℃，加铝铍中间合金1.5Kg至其全部熔化结束，熔化过程温度控制在650℃。然后对炉内镁液取样进行成分分析，合格后出炉。出炉后的镁液在保护气氛下进行浇铸，浇铸温度控制在630℃。这样制得的镁合金中的化学组分的重量百分比为Al7.2％、Mn0.25％、Zn1.1％、Si≤0.20％、Cu≤0.08％、Ni≤0.010％、Be0.0005-0.0015％，其余为Mg。本发明压铸态下的抗拉强度为365Mp，屈服强度为136Mp，断后延伸率达到11％。
在本发明的组分中引入铍元素主要是提高镁合金的抗氧化性，且只要保证铍元素在组分中的重量百分含量为0.0005-0.0015％。因此铝铍中间合金中，铍的比例主要是根据其在本发明组分中的上述比重来实际的确定与微量调整(比例一般控制在0.9～1.2％)。以下实施例均如此。
由于在对二次精炼过后的镁液进行静置提渣及之后的沉降清除杂质的过程中，可能有部分原料被清除，加上高温氧化的原因，制成的成品率在95％～96％之间。因此在取样分析时有可能出现某种成分不符合合金预定配制要求的情况，这时应根据预定的配方，相应加入某些原料再次熔炼，直到取样分析合格为止。对于以下的实施例均有上述的要求。
实施例2以组分百分含量值均为工业标准值的AZ91D型镁合金生产废料作为回炉料，且控制回炉料占整个熔炼工艺投料总量的60％。将镁锭376Kg，铝锭16.6Kg，锌锭8.5Kg经预处理后投入已清渣的坩埚中，加块熔剂，待半熔化时加入回炉料606kg，继续熔化，过程中加入覆盖剂以防止燃烧，镁液最终温度控制在680℃，时间控制在4h。熔化结束后在680℃温度条件下往镁液中吹氮气，并机械搅拌，同时加锰粉和精炼剂进行一次精炼，精炼时间控制在25min，精炼结束时温度控制在700℃。对一次精炼的镁液成分进行取样分析，若合格进行下道工序，若不合格进行成分调整。之后镁液继续升温至740℃时，充氮气，并机械搅拌，同时加覆盖剂和萤石粉进行二次精炼，精炼时间控制在40min，完成后静置5min提渣，提渣结束后温度控制在730℃。将所得镁液静置60分钟降温，使熔剂和夹杂物沉降，静置结束时的最后温度控制在620℃。然后升温，当温度达到650℃，加铝铍中间合金1.5Kg至其全部熔化结束，熔化过程温度控制在650℃。然后对炉内镁液取样进行成分分析，合格后出炉。出炉后的镁液在保护气氛下进行浇铸，浇铸温度控制在630℃。这样制得的镁合金中的化学组分的重量百分比为Al7.0％、Mn0.25％、Zn1.2％、Si≤0.20％、Cu≤0.08％、Ni≤0.010％、Be0.0005-0.0015％，其余为Mg。本发明压铸态下的抗拉强度为375Mp，屈服强度为136Mp，断后延伸率达到12％。
实施例3以组分百分含量值均为工业标准值的AZ91D型镁合金生产废料作为回炉料，且控制回炉料占整个熔炼工艺投料总量的60％。将镁锭376Kg，铝锭14.2Kg，锌锭9.4Kg经预处理后投入已清渣的坩埚中，加块熔剂，待半熔化时加入回炉料606kg，继续熔化，过程中加入覆盖剂以防止燃烧，镁液最终温度控制在690℃，时间控制在6h。熔化结束后在690℃温度条件下往镁液中吹氮气，并机械搅拌，同时加锰粉和精炼剂进行一次精炼，精炼时间控制在25min，精炼结束时温度控制在730℃。对一次精炼的镁液成分进行取样分析，若合格进行下道工序，若不合格进行成分调整。之后镁液继续升温至750℃时，充氮气，并机械搅拌，同时加覆盖剂和萤石粉进行二次精炼，精炼时间控制在40min，完成后静置5min提渣，提渣结束后温度控制在730℃。将所得镁液静置60分钟降温，使熔剂和夹杂物沉降，静置结束时的最后温度控制在620℃。然后升温，当温度达到650℃，加铝铍中间合金1.5Kg至其全部熔化结束，熔化过程温度控制在650℃。然后对炉内镁液取样进行成分分析，合格后出炉。出炉后的镁液在保护气氛下进行浇铸，浇铸温度控制在630℃。这样制得的镁合金中的化学组分的重量百分比为Al6.8％、Mn0.25％、Zn1.3％、Si≤0.20％、Cu≤0.08％、Ni≤0.010％、Be0.0005-0.0015％，其余为Mg。本发明压铸态下的抗拉强度为385Mp，屈服强度为136Mp，断后延伸率达到12％。
权利要求
1.一种新型镁合金，其特征在于组分的重量百分比含量为Al6.6-7.4％、Mn0.20-0.28％、Zn1.0-1.3％、Si＜0.08％、Fe≤0.004％、Cu＜0.025％、Ni＜0.002％、Be0.0005-0.0015％，余量为Mg。
全文摘要
一种新型镁合金，其组分的重量百分比为Al6.6－7.4％、Mn0.20－0.28％、Zn1.0－1.3％、Si＜0.08％、Fe≤0.004％、Cu＜0.025％、Ni＜0.002％、Be0.0005－0.0015％，余量为Mg。本发明主要是在现有镁合金熔炼工艺中通过提高组分中锌元素的含量，使镁合金在压铸状态下的抗拉强度和断后延伸率得到较大的提高；其平均抗拉强度378MPa，屈服强度136MPa，断后延伸率12％。与CN1670231公开的镁合金相比能够进一步满足对镁合金材料的上述力学性能有更高技术要求的锻造生产工艺；且组分中加入了铍元素，又进一步增加了镁合金的抗氧化性。
文档编号C22C23/00GK1869266SQ20061004034
公开日2006年11月29日 申请日期2006年5月17日 优先权日2006年5月17日
发明者陶卫建 申请人:南京云海特种金属有限公司