專利名稱：一種鎂合金的制作方法
技術領域：
本發明屬于鎂合金生產技術領域，尤其涉及一種抗拉強度與延伸性能較高的新型鎂合金。
背景技術：
目前，鎂合金工業上熔煉制得得鎂合金其抗拉強度、屈服強度及斷后延伸率等相關的力學性能指標都較低，往往不能滿足一些對這類指標有較高要求的生產后期各種壓鑄成型、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)，其在鑄態下的平均抗拉強度為160Mpa，屈服強度為90Mpa，斷后延伸率僅為2％，相對較低。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種抗拉強度與斷后延伸性能均很好的新型鎂合金，其鑄態下的平均抗拉強度181Mpa，屈服強度60Mpa，斷后延伸率6％，彌補現有AZ81A型號鎂合金在鑄態下的上述力學性能上的不足。
為了解決上述技術問題，本發明的主要技術方案為一種鎂合金，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。
本發明的熔煉工藝如下先進行配料，保證配料中以組分百分含量值均為工業標準值的AZ91D型鎂合金生產廢料作為回爐料，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℃；熔化結束后同時加精煉粉與錳粉進行一次精煉，時間控制在25min，溫度控制在680-730℃，結束后對鎂液成分進行取樣分析，合格則進入下道工序，不合格進行成分調整；之后鎂液繼續升溫至730-750℃時加入覆蓋劑和螢石粉，進行二次精煉吸渣作業，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℃結束，然后再升溫，當溫度達到650-690℃時加入鋁鈹中間合金直到其全部熔化結束，熔化過程溫度始終控制在650-690℃。然后對爐內鎂液取樣進行成分分析，合格后出爐。最后在640-660℃溫度條件下，并在保護氣氛中進行澆鑄，時間一般控制在40-60分鐘。
該熔煉工藝與現有的AZ81A型號鎂合金的熔煉工藝一致。
本發明主要是在AZ81A型號鎂合金基礎上通過提高組分中鋅元素的含量，使鎂合金的抗拉強度和斷后延伸率得到明顯的改善。其在鑄態下的平均抗拉強度181Mpa，屈服強度60Mpa，斷后延伸率6％，與AZ81A型號鎂合金相比，由于抗拉強度和斷后延伸率有了較大的提高，很好的彌補了AZ81A型號鎂合金在鑄態下的上述力學性能上的不足，從而能夠滿足生產鑄造方面更高的技術要求。
具體實施例方式
以下結合實施例對本發明作進一步描述實施例1以組分百分含量值均為工業標準值的AZ91D型鎂合金生產廢料作為回爐料，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經預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。熔化結束后在670℃溫度條件下往鎂液中吹氮氣，并機械攪拌，同時加錳粉和精煉劑進行一次精煉，精煉時間控制在25min，精煉結束時溫度控制在680℃。對一次精煉的鎂液成分進行取樣分析，若合格進行下道工序，若不合格進行成分調整。之后鎂液繼續升溫至730℃時，充氮氣，并機械攪拌，同時加覆蓋劑和螢石粉進行二次精煉，精煉時間控制在40min，完成后靜置5min提渣，提渣結束后溫度控制在730℃。將所得鎂液靜置60分鐘降溫，使熔劑和夾雜物沉降，靜置結束時的最后溫度控制在620℃。然后升溫，當溫度達到650℃，加鋁鈹中間合金1.5Kg至其全部熔化結束，熔化過程溫度控制在650℃。然后對爐內鎂液取樣進行成分分析，合格后出爐。出爐后的鎂液在保護氣氛下進行澆鑄，澆鑄溫度控制在630℃。這樣制得的鎂合金中的化學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。本發明鑄態下的抗拉強度為171Mpa，屈服強度為60Mpa，斷后延伸率達到5％。
在本發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，鈹的比例主要是根據其在本發明組分中的上述比重來實際的確定與微量調整(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行靜置提渣及之后的沉降清除雜質的過程中，可能有部分原料被清除，因此在取樣分析時有可能出現某種成分不符合合金預定的配制要求，這時應根據預定的配方，相應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標準值的AZ91D型鎂合金生產廢料作為回爐料，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經預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。熔化結束后在680℃溫度條件下往鎂液中吹氮氣，并機械攪拌，同時加錳粉和精煉劑進行一次精煉，精煉時間控制在25min，精煉結束時溫度控制在700℃。對一次精煉的鎂液成分進行取樣分析，若合格進行下道工序，若不合格進行成分調整。之后鎂液繼續升溫至740℃時，充氮氣，并機械攪拌，同時加覆蓋劑和螢石粉進行二次精煉，精煉時間控制在40min，完成后靜置5min提渣，提渣結束后溫度控制在740℃。將所得鎂液靜置60分鐘降溫，使熔劑和夾雜物沉降，靜置結束時的最后溫度控制在640℃。然后升溫，當溫度達到670℃加入鋁鈹中間合金直到其全部熔化結束，熔化過程溫度始終控制在650-690℃。然后對爐內鎂液取樣進行成分分析，合格后出爐。出爐后的鎂液在保護氣氛下進行澆鑄，澆鑄溫度控制在640℃。這樣制得的鎂合金中的化學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。本發明鑄態下的抗拉強度為180Mp，屈服強度為60Mpa，斷后延伸率達到6％。
實施例3以組分百分含量值均為工業標準值的AZ91D型鎂合金生產廢料作為回爐料，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經預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。熔化結束后在690℃溫度條件下往鎂液中吹氮氣，并機械攪拌，同時加錳粉和精煉劑進行一次精煉，精煉時間控制在25min，精煉結束時溫度控制在730℃。對一次精煉的鎂液成分進行取樣分析，若合格進行下道工序，若不合格進行成分調整。之后鎂液繼續升溫至750℃時，充氮氣，并機械攪拌，同時加覆蓋劑和螢石粉進行二次精煉，精煉時間控制在40min，完成后靜置5min提渣，提渣結束后溫度控制在750℃。將所得鎂液靜置60分鐘降溫，使熔劑和夾雜物沉降，靜置結束時的最后溫度控制在660℃。然后升溫，當溫度達到690℃加入鋁鈹中間合金直到其全部熔化結束，熔化過程溫度始終控制在650-690℃。然后對爐內鎂液取樣進行成分分析，合格后出爐。出爐后的鎂液在保護氣氛下進行澆鑄，澆鑄溫度控制在630℃。這樣制得的鎂合金中的化學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。本發明鑄態下的抗拉強度為190Mp，屈服強度為60Mpa，斷后延伸率達到7％。
權利要求
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。本發明主要是在AZ81A型號鎂合金基礎上通過提高組分中鋅元素的含量，使鎂合金的抗拉強度和斷后延伸率得到明顯的提高，其平均抗拉強度181Mpa，屈服強度60Mpa，斷后延伸率6％，有效彌補了現有AZ81A型號鎂合金在鑄態下的上述力學性能上的不足，從而能滿足更高的鍛造生產方面的技術要求。
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 優先權日2006年5月17日
發明者陶衛建 申請人:南京云海特種金屬有限公司