一种低成本阻燃镁合金及其低要求制备方法与流程

文档序号:42920598发布日期:2025-09-05 17:53阅读:18来源:国知局

本发明涉及镁合金材料,特别涉及一种低成本阻燃镁合金及其低要求制备方法。


背景技术:

1、镁合金作为当前密度最小的金属工程结构材料,兼具密度低、比强度与比刚度优异的特性,同时具备卓越的电磁屏蔽性能和减震能力。这些独特优势使其能够精准契合新能源汽车在轻量化发展进程中对材料吸噪、减震、减重及防辐射的多重需求。应用镁合金不仅能显著降低车辆能耗,有效减轻车身结构重量,还能进一步提升汽车行驶的机动性与安全性,为汽车工业的绿色化、智能化升级提供重要材料支撑。

2、阻燃镁合金在新能源汽车领域的创新应用将有效开拓高附加值镁合金深加工产业新赛道。这不仅能够推动镁合金产业实现跨越式发展,显著提升产业整体竞争力与技术创新水平,稳固国内行业领先地位;其技术成果的广泛推广应用,还将为我国镁合金高附加值制品发展注入强劲动力。该技术的落地实施,将带来显著的经济效益与社会效益,为产业高质量发展和绿色低碳转型提供重要支撑。

3、中国专利公开号cn103468987b公开的"一种阻燃镁合金的制备方法",其开发的mg-al-mn-ca-y合金,其中添加稀土元素y,生产成本较高,且生产设备要求高,不利于普适性推广工艺。

4、基于此,本发明提供了一种低成本阻燃镁合金及其低要求制备方法,以解决上述所提出的技术问题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低成本阻燃镁合金及其低要求制备方法,解决上述背景技术中提到的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、本发明提出一种低成本阻燃镁合金,其由如下重量份原料组成:7.0~7.2wt.%的al,0.9~1.2wt.%的zn,0.3~0.5wtwt.%ca,0.2~0.3wt.%的sr,余量为mg。

4、优选地,其由如下重量份原料组成:7.1wt%的al,0.9wt%的zn,0.5wt%的ca,0.2wt%的sr,余量为mg。

5、优选地,其由如下重量份原料组成:7.1wt%的al,0.9wt%的zn,0.3wt%的ca,0.3wt%的sr,余量为mg。

6、基于上述配方,本发明还提出一种低成本阻燃镁合金的低要求制备方法,包括以下步骤:

7、1)准备原料:以镁锭、铝块、镁钙中间合金和镁锶中间合金作为原料,按照7.0~7.2wt.%的al,0.9~1.2wt.%的zn,0.3~0.5wtwt.%ca,0.2~0.3wt.%的sr,余量为mg的各元素重量百分比进行计算配比;

8、准备熔炼体系;

9、2)熔炼:首先镁锭进行预热处理,将预热后的镁锭装进炉体中,开火点炉,炉温升至680℃,待镁锭熔化完全后将预热的铝锭、锌锭加入炉中,升温至720℃,待熔化后搅拌15min,再静置20~30min;

10、随后升温至750℃,加入预热的镁钙合金和镁锶中间合金,待熔化后搅拌15min,去除熔体表面氧化物及熔渣,保持750℃,再静置40~50min;

11、加料过程中若出现燃烧现象可添加适量镁合金覆盖剂;

12、3)浇铸:将所述合金熔体依次进行搅拌、扒渣、再静置20min和快速平稳浇注,得到所述低成本阻燃镁合金的铸锭;

13、4)热处理挤压:镁合金铸锭在380℃下预热45~60min;

14、预热后的镁合金铸锭在320~240℃下挤压获得镁合金板材,挤压比为10。

15、优选地,所述步骤2)中预热处理的预热温度为280~300℃,预热时间为30~40min。

16、优选地,所述步骤1)中熔炼体系采用坩埚炉。

17、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明将ca元素的重量百分比严格限定在0.3~0.5wt.%的区间,ca元素在合金体系中发挥着多重关键作用:一方面,ca的添加能显著细化晶粒,优化合金组织结构,从而提升材料的成形性能;另一方面,ca可溶解于β-mg17al12相中,有效提高该相的熔点与热稳定性,同时抑制晶界在高温下滑动,此外,ca还能在合金表面形成致密的氧化膜,阻隔氧原子向内扩散,显著提升合金燃点,然而,当ca含量超过阈值时,易生成粗大的第二相,导致合金的强度与塑性受损,因此,本发明所限定的ca含量范围,在发挥ca元素有益作用的同时,有效规避了其潜在弊端,实现了合金性能的最优化;

18、与现有技术相比,本发明添加的稀土元素sr能够显著提升合金的阻燃性能,且价格相对目前主流阻燃合金添加的稀土元素如y等,价格更低,均匀化工艺要求更低,配合本发明所述熔炼体系,合金制备成本大大降低,现有阻燃镁合金熔炼体系下,对设备要求高,熔炼条件苛刻,本发明所述熔炼条件及体系极大的降低了阻燃镁合金熔炼对装置和人员的要求,有助于更好的推广镁合金工艺,在实际应用当中具有相当意义。



技术特征:

1.一种低成本阻燃镁合金,其特征在于,其由如下重量份原料组成:7.0~7.2wt.%的al,0.9~1.2wt.%的zn,0.3~0.5wtwt.%ca,0.2~0.3wt.%的sr,余量为mg。

2.根据权利要求1所述的一种低成本阻燃镁合金,其特征在于,其由如下重量份原料组成:7.1wt%的al,0.9wt%的zn,0.5wt%的ca,0.2wt%的sr,余量为mg。

3.根据权利要求2所述的一种低成本阻燃镁合金,其特征在于,其由如下重量份原料组成:7.1wt%的al,0.9wt%的zn,0.3wt%的ca,0.3wt%的sr,余量为mg。

4.根据权利要求1~3中任意一项所述一种低成本阻燃镁合金的低要求制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的一种低成本阻燃镁合金的低要求制备方法,其特征在于,所述步骤2)中预热处理的预热温度为280~300℃,预热时间为30~40min。

6.根据权利要求4所述的一种低成本阻燃镁合金的低要求制备方法,其特征在于,所述步骤1)中熔炼体系采用坩埚炉。


技术总结
本发明涉及镁合金材料技术领域,特别涉及一种低成本阻燃镁合金及其低要求制备方法,其由如下重量份原料组成:7.0~7.2wt.%的Al,0.9~1.2wt.%的Zn,0.3~0.5wtwt.%Ca,0.2~0.3wt.%的Sr,余量为Mg。本发明添加的稀土元素Sr能够显著提升合金的阻燃性能,且价格相对目前主流阻燃合金添加的稀土元素如Y等,价格更低,均匀化工艺要求更低,配合本发明所述熔炼体系,合金制备成本大大降低,现有阻燃镁合金熔炼体系下,对设备要求高,熔炼条件苛刻,本发明所述熔炼条件及体系极大的降低了阻燃镁合金熔炼对装置和人员的要求,有助于更好的推广镁合金工艺,在实际应用当中具有相当意义。

技术研发人员:张娅,郭宝杰,陈秋荣,胡钊
受保护的技术使用者:浙江中科应用技术研究院
技术研发日:
技术公布日:2025/9/4
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