本发明涉及一种镁合金铸造技术领域,尤其涉及一种高纯度镁合金的半连续铸造工艺。
背景技术:
镁合金作为最轻的工程金属材料,具有比重轻、比强度及比刚度高、阻尼性及切削加工性好、导热性好、电磁屏蔽能力强、以及减振性好和易于回收等一系列独特的性质,成为现代汽车和3c产业的首选材料,被誉为“21世纪的绿色工程材料”。目前市场上的镁合金多数运用在航天、航空及汽车零部件上。但因镁合金的纯度不高问题,市场上的镁合金还不能广泛应用,不适合目前的工艺制造。fe、si、ni、cu等杂质元素的存在,会大大降低镁合金铸锭的品质,严重影响镁合金材料的组织、力学性能、塑性成形性能以及耐腐蚀性能。
技术实现要素:
本发明旨在解决现有技术的不足,而提供一种高纯度镁合金的半连续铸造工艺。
本发明为实现上述目的,采用以下技术方案:
一种高纯度镁合金的半连续铸造工艺,其特征在于,所述高纯度镁合金添加合金元素锰,具体成分及质量百分比为:al7.8-8.5%,zn3.8-5.5%,mn0.17-0.5%,ni0.18-0.36%,cu0.08-0.25%,fe0.03-0.15%,其余为mg,具体铸造步骤如下:
1)在熔炼炉中加入工业纯镁,并加入少量镁合金熔炼用的覆盖剂;
2)待镁化清后,加入阻燃合金材料和强化合金材料al、zn、mn、ni、cu、fe,合金元素全部融化,融化时溶液温度为640-680℃;
3)待原料全部融化后,去除溶液表面的渣料,在保护气体作用下进行搅拌,通气时间20-28分钟;
4)继续升高溶液温度至700-750℃,保温静置时间20-40分钟;
5)将镁合金溶液浇筑在模具中并充分冷却后,得到高纯度镁合金铸件。
进一步地,3)中的保护气体为氮气。
进一步地,5)浇铸冷却过程中采用超声波振动的方法细化晶粒。
本发明的有益效果是:本发明加入适量锰元素,采用优化的熔体高温保温静置处理和低温保温精致处理工艺,提高镁合金纯度,可以明显降低镁合金中fe、si等杂质质量,锰元素与fe、si等杂质形成稳定的固溶体或金属间化合物,在高温保温静置过程中沉降,提高镁合金材料的纯度和综合性能,且工艺流程简单方便,易于操作。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明:
实施例1
一种高纯度镁合金的半连续铸造工艺,其特征在于,所述高纯度镁合金添加合金元素锰,具体成分及质量百分比为:al7.8-8.5%,zn3.8-5.5%,mn0.17-0.5%,ni0.18-0.36%,cu0.08-0.25%,fe0.03-0.15%,其余为mg,具体铸造步骤如下:
1)在熔炼炉中加入工业纯镁,并加入少量镁合金熔炼用的覆盖剂;
2)待镁化清后,加入阻燃合金材料和强化合金材料al、zn、mn、ni、cu、fe,合金元素全部融化,融化时溶液温度为640℃;
3)待原料全部融化后,去除溶液表面的渣料,在保护气体作用下进行搅拌,通气时间20-28分钟;
4)继续升高溶液温度至700℃,保温静置时间20分钟;
5)将镁合金溶液浇筑在模具中并充分冷却后,得到高纯度镁合金铸件。
进一步地,3)中的保护气体为氮气。
进一步地,5)浇铸冷却过程中采用超声波振动的方法细化晶粒。
实施例2
一种高纯度镁合金的半连续铸造工艺,其特征在于,所述高纯度镁合金添加合金元素锰,具体成分及质量百分比为:al7.8-8.5%,zn3.8-5.5%,mn0.17-0.5%,ni0.18-0.36%,cu0.08-0.25%,fe0.03-0.15%,其余为mg,具体铸造步骤如下:
1)在熔炼炉中加入工业纯镁,并加入少量镁合金熔炼用的覆盖剂;
2)待镁化清后,加入阻燃合金材料和强化合金材料al、zn、mn、ni、cu、fe,合金元素全部融化,融化时溶液温度为680℃;
3)待原料全部融化后,去除溶液表面的渣料,在保护气体作用下进行搅拌,通气时间20-28分钟;
4)继续升高溶液温度至750℃,保温静置时间40分钟;
5)将镁合金溶液浇筑在模具中并充分冷却后,得到高纯度镁合金铸件。
进一步地,3)中的保护气体为氮气。
进一步地,5)浇铸冷却过程中采用超声波振动的方法细化晶粒。
实施例3
一种高纯度镁合金的半连续铸造工艺,其特征在于,所述高纯度镁合金添加合金元素锰,具体成分及质量百分比为:al7.8-8.5%,zn3.8-5.5%,mn0.17-0.5%,ni0.18-0.36%,cu0.08-0.25%,fe0.03-0.15%,其余为mg,具体铸造步骤如下:
1)在熔炼炉中加入工业纯镁,并加入少量镁合金熔炼用的覆盖剂;
2)待镁化清后,加入阻燃合金材料和强化合金材料al、zn、mn、ni、cu、fe,合金元素全部融化,融化时溶液温度为650℃;
3)待原料全部融化后,去除溶液表面的渣料,在保护气体作用下进行搅拌,通气时间20-28分钟;
4)继续升高溶液温度至730℃,保温静置时间30分钟;
5)将镁合金溶液浇筑在模具中并充分冷却后,得到高纯度镁合金铸件。
进一步地,3)中的保护气体为氮气。
进一步地,5)浇铸冷却过程中采用超声波振动的方法细化晶粒。
上面对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。