新型阻燃變形鎂合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型阻燃變形鎂合金及其制備方法；所述合金包含如下各組分：Y，Ca，Ce，Zr，雜質(zhì)，鎂。本發(fā)明還涉及前述的合金的制備方法，步驟1，將純Mg、Mg-Y、Mg-Ce、Mg-Zr中間合金進(jìn)行預(yù)熱，烘干；步驟2，將純Mg放入通有氣體保護(hù)的熔爐中熔化；步驟3，待純Mg完全熔化后，第一次升溫，依次加入Mg-Y、Mg-Ce中間合金及純Ca，第二次升溫，加入Mg-Zr中間合金，第一次扒渣，攪拌，第三次升溫，保溫，降溫精煉，降溫靜置，冷卻，第二次扒渣，澆鑄，即可。本發(fā)明通過Y、Ca、Ce、Zr等合金元素的加入制得本發(fā)明的合金，本發(fā)明合金具有優(yōu)良的阻燃性能，提高了鎂合金熔煉、加工過程中的安全性。
【專利說明】新型阻燃變形鎂合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域的鎂合金及其制備方法，具體地說，涉及的是一種新型阻燃變形鎂合金及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂合金是實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料。然而鎂合金在熔煉和成形過程中與空氣中的氧、氮和水分極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起氧化、燃燒甚至爆炸，且塑性低、室溫成形能力不足，極大的限制了鎂合金在高速交通工具如飛機(jī)、高速列車中的工業(yè)應(yīng)用。對(duì)于商用變形鎂合金如AZ31、AZ61合金，其阻燃性能甚至低于純鎂，在實(shí)際應(yīng)用中的安全隱患較大。因此有必要開發(fā)出阻燃性能和機(jī)械性能優(yōu)良，成本較低的變形鎂合金。
[0003]早在20世紀(jì)50年代就有人提出了合金化提高鎂合金抗氧化性的想法，即通過向鎂合金中加入適量的易形成致密氧化膜或改善MgO致密性的表面活性元素，使其表面形成致密的保護(hù)層，降低合金的氧化速率，減少氧化過程中熱量的產(chǎn)生，從而阻止鎂合金的進(jìn)一步氧化燃燒。文獻(xiàn)研究表明，Be、Ca、Y、Ce等元素能夠改善鎂合金的抗氧化性，但是Be的加入量不宜過多，否則將引起晶粒粗化、惡化合金的機(jī)械性能，并增大熱裂傾向，并且Be因其毒性而不能被廣泛應(yīng)用；Ca的加入可以在表面形成一層保護(hù)膜，起到阻燃的作用；表面活性元素Y的加入可以使合金表面形成致密的Y203氧化膜，從而阻止鎂液的進(jìn)一步氧化燃燒，同時(shí)Y還可以起到細(xì)化晶粒、改善合金力學(xué)性能的作用，但是過量的Y會(huì)導(dǎo)致合金的脆性；Ce也是可以同時(shí)提高合金抗氧化性能和力學(xué)性能的元素。從前面的研究可以看出，單純考慮阻燃性能的提高往往會(huì)忽視甚至惡化合金的力學(xué)性能，因此綜合考慮鎂合金的阻燃性能和變形能力成為新型變形鎂合金開發(fā)的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種新型阻燃變形鎂合金及其制備方法。本發(fā)明通過鎂合金中復(fù)合添加Y、Ca、Ce、Zr四種元素，在提高鎂合金燃點(diǎn)的同時(shí)，通過改變熱處理、變形工藝獲得綜合性能優(yōu)異的耐熱鎂合金。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]第一方面，本發(fā)明涉及一種新型阻燃變形鎂合金，所述合金包含如下重量百分比的各組分:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種新型阻燃變形鎂合金，其特征在于，所述合金包含如下重量百分比的各組分:
2.如權(quán)利要求1所述的新型阻燃變形鎂合金，其特征在于，所述雜質(zhì)的各成分及其重量百分比為:Si ≤ 0.05%、Fe ≤0.005%、Cu ≤ 0.015%、Ni ≤0.002%。
3.—種如權(quán)利要求1所述的新型阻燃變形鎂合金的制備方法，其特征在于，所述方法包括: 步驟I，將純Mg、Mg-Y, Mg-Ce, Mg-Zr中間合金進(jìn)行預(yù)熱，烘干； 步驟2，將純Mg放入通有SF6/C02氣體保護(hù)的熔爐中熔化； 步驟3，待純Mg完全熔化后，第一次升溫，依次加入Mg-Y、Mg-Ce中間合金及純Ca，第二次升溫，加入Mg-Zr中間合金，第一次扒渣，攪拌，第三次升溫，保溫，降溫精煉，降溫靜置，冷卻，第二次扒渣，澆鑄，即新型阻燃變形鎂合金； 步驟4，后續(xù)熱處理:將新型阻燃變形鎂合金進(jìn)行均勻化處理或固溶處理，即可。
4.如權(quán)利要求3所述的新型阻燃變形鎂合金的制備方法，其特征在于，步驟I中，所述預(yù)熱溫度為150~220°C，時(shí)間為4h。
5.如權(quán)利要求3所述的新型阻燃變形鎂合金的制備方法，其特征在于，步驟3中，所述第一次升溫的溫度為720~740°C，所述第二次升溫的溫度為760~780V。
6.如權(quán)利要求3所述的新型阻燃變形鎂合金的制備方法，其特征在于，步驟3中，所述攪拌時(shí)間為2~3min。
7.如權(quán)利要求3所述的新型阻燃變形鎂合金的制備方法，其特征在于，步驟3中，所述第三次升溫的溫度為780~800°C，保溫時(shí)間為20~30min。
8.如權(quán)利要求3所述的新型阻燃變形鎂合金的制備方法，其特征在于，步驟3中，所述降溫精煉具體為:將鎂液降溫至740~760°C精煉5~lOmin，所述降溫靜置具體為:將鎂液降溫至720~740°C精置20~30min，所述冷卻溫度為720~740°C。
9.如權(quán)利要求3所述的新型阻燃變形鎂合金的制備方法，其特征在于，步驟4中，所述均勻化處理的溫度為380~420°C，均勻化處理時(shí)間為8~14h ;所述固溶處理的溫度為500~530°C，固溶處理時(shí)間為6~12h。
10.如權(quán)利要求3所述的新型阻燃變形鎂合金的制備方法，其特征在于，步驟4中，所述后續(xù)熱處理:將新型阻燃變形鎂合金在溫度為250~450°C、應(yīng)變速率為0.0Ol-1Os-1、擠壓比為5~25的范圍內(nèi)擠壓成棒、管、板材。
【文檔編號(hào)】C22C1/03GK103526092SQ201310423259
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】周娜, 章楨彥, 董杰, 靳麗, 王鋒華, 丁文江 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)