一种阻燃镁合金材料及其制备方法以及隔氧熔炉技术

技术编号:21367098 阅读:26 留言:0更新日期:2019-06-15 10:35
本发明专利技术涉及一种高强阻燃镁合金及其制备方以及隔氧熔炉。该高强阻燃镁合金,由以下质量百分比的组分组成:Nd5.0‑7.0%,Ce3.0‑3.5%,Al2.0‑2.5%,Si0.5‑0.8%,Ag1.5‑2.0%,Nb0.8‑1.0%,余量为Mg和不可避免的杂质。本发明专利技术提供的高强阻燃镁合金,通过合理搭配不同的组元,利用合金化的方法制备含Nd、Ce、Al、Si、Ag、Nb的镁合金,该镁合金的燃点在800℃左右,阻燃性能良好,同时镁合金的室温抗拉强度在280MPa左右,室温屈服强度在200MPa左右,200℃抗拉强度在200MPa左右,200℃屈服强度在170MPa左右,表现出良好的室温和高温力学性能。

A flame retardant magnesium alloy material, its preparation method and oxygen-insulated melting furnace

The invention relates to a high-strength flame-retardant magnesium alloy, a preparation method thereof and an oxygen-insulated melting furnace. The high strength flame retardant magnesium alloy consists of the following components: Nd 5.0 7.0%, Ce 3.0 3.5%, Al 2.0 2.5%, Si0.5 0.8%, Ag 1.5 2.0%, Nb 0.8 1.0%, Mg and unavoidable impurities. The high-strength flame-retardant magnesium alloy provided by the invention can prepare magnesium alloy containing Nd, Ce, Al, Si, Ag and Nb by means of alloying method through reasonable matching of different components. The ignition point of the magnesium alloy is about 800 C, and the flame-retardant performance is good. At the same time, the room temperature tensile strength of the magnesium alloy is about 280 MPa, the room temperature yield strength is about 200 MPa, the 200 (?) tensile strength is about 200 MPa, and the 200 (?) temperature yield strength is about 200 (?) The service strength is about 170 MPa, showing good mechanical properties at room temperature and high temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃镁合金材料及其制备方法以及隔氧熔炉
本专利技术涉及合金材料
,具体涉及一种阻燃镁合金材料。
技术介绍
目前,在现有金属结构材料体系中,镁合金具有高的比强度和比刚度、优异的铸造性能以及高的阻尼抗振性能,易于回收利用,具有环保特性,因而在航空航天、电子通讯以及汽车工业等行业有着非常广泛的应用前景,目前已成为极具潜力的金属结构材料之一。镁合金的应用主要存在以下问题:一是镁合金的强韧性不够理想,限制了其广泛使用。二是镁合金非常易燃,在熔炼和加工过程中极易发生氧化燃烧,一般镁合金的熔炼都是在阻燃熔剂或者保护气氛下进行,镁合金的这种易于氧化燃烧的特点给合金的生产、加工和处理带来了非常大的困难,极大地阻碍了镁合金的广泛应用,获得理想的高强阻燃镁合金一直是镁合金研究领域的一个重要课题。目前,国内外对阻燃镁合金进行了很多研究,相关文献已经报道了通过Ca、Be、Re等元素的合金化来制备阻燃镁合金,取得了一定的成果。公告号为CN1156592C的中国专利公开了一种强韧阻燃镁合金,其由以下重量百分比的组分组成:5.6-9.5%Al、0.6-1.0%Re、0.1-1.0%Zn、0.05-0.5%Mn,余量为Mg。该阻燃镁合金的力学性能和阻燃性能较差,不能满足更高要求的工业应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高强阻燃镁合金,以解决现有镁合金的力学性能和阻燃性能较差的问题。本专利技术的第二个目的在于提供一种高强阻燃镁合金的制备方法,以解决现有方法制备的镁合金的力学性能和阻燃性能较差的问题。为实现上述目的,本专利技术的高强阻燃镁合金的技术方案是:1、一种高强阻燃镁合金,其特征在于,由以下质量百分比的组分组成:Nd5.0-7.0%,Ce3.0-3.5%,Al2.0-2.5%,Si0.5-0.8%,Ag1.5-2.0%,Nb0.8-1.0%,余量为Mg和不可避免的杂质。优选的,阻燃镁合金材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:1)将制备镁合金的原料在保护气体下熔化后,在760-770℃熔炼,静置,得到合金液;2)将合金液浇注到模具中,得到铸态合金;3)将铸态合金进行热处理,即得。所述步骤1)中,制备镁合金的原料为镁、铝、银、Mg-Nd中间合金、Mg-Ce中间合金、Mg-Si中间合金及Mg-Nb中间合金,熔化时,先将镁、铝、银熔化,然后加入Mg-Nd中间合金、Mg-Ce中间合金、Mg-Si中间合金及Mg-Nb中间合金熔化;Mg-Nd中间合金、Mg-Ce中间合金、Mg-Si中间合金及Mg-Nb中间合金的熔化温度为740℃-750℃。优选的,步骤1)中,所述熔炼的时间为10-15min;静置时的温度为710-730℃,静置时间为10-15min。优选的,步骤3)中,所述热处理是对铸态合金依次进行固溶处理和时效处理,固溶处理的温度为540-550℃,时间为5-8h,时效处理的温度为230-250℃,时间为10-14h;固溶处理后采用80-90℃的热水淬火至室温,时效处理后空冷至室温;固溶处理在氧化镁粉末覆盖下进行。优选的,隔氧熔炉,包括下置板,所述下置板的底部固定连接有多根立柱,所述下置板的顶部通过多根顶杆固定连接有上置板,其特征在于,所述上置板的底部通过调节机构固定连接有炉盖,所述炉盖上固定连接有排气通道,所述下置板的底部固定连接有动力机构,所述动力机构通过第一连接机构连接有炉体,所述动力机构通过限位机构连接有第一转轴,所述第一转轴远离限位机构的一端与上置板的顶部转动连接,所述第一转轴通过第二连接机构连接有主轴,所述主轴的顶部与上置板的底部转动连接,所述主轴远离上置板的一端贯穿炉盖并固定连接有多个叶片,所述下置板上设有与炉体对应的安装槽,所述炉体与安装槽的内侧壁转动连接,所述炉体的底部固定连接有卸料出口,所述卸料出口上固定连接有阀门;所述动力机构包括固定连接在下置板底部上的马达,所述马达的输出端固定连接有第二转轴,所述第二转轴远离马达的一端贯穿下置板的底部并向上延伸;所述第一连接机构包括固定套接在第二转轴和炉体上的传动带主动轮,两个所述传动带主动轮通过传动带连接;所述限位机构包括固定连接在第二转轴的顶端和第一转轴的底端均固定连接有联轴器,两个所述联轴器通过多个螺栓连接;所述第二连接机构包括固定套接在第一转轴上的主动齿轮,所述主轴上固定套接有与主动齿轮啮合对应的从动齿轮;所述调节机构包括固定连接在上置板的底部的伸缩杆,所述伸缩杆的输出端与炉盖的顶部固定连接,所述炉盖的底部固定连接有密封层;所述炉体的内侧壁固定连接有多个发热体;所述炉体的两侧均固定连接有第一滑块,所述安装槽的侧壁上设有与第一滑块对应的第一滑槽,所述卸料出口远离炉体的一端贯穿安装槽的内底部并向下延伸,所述安装槽的内底部设有与卸料出口对应的出料口,所述卸料出口的两侧均固定第二滑块,所述出料口的侧壁上设有与第二滑块对应的第二滑槽。优选的,还包括所述炉体的下部连通设有漏斗,该漏斗设有排出嘴口;竖向螺杆,该竖向螺杆可转动地与所述熔炼腔的纵向轴线相关联,该竖向螺杆设定成用来移动在所述筒仓中存储的合金原料;在熔炼腔内部的竖向中心通道,该竖向中心通道设有下部嘴口和上部嘴口;所述螺杆至少部分地布置在所述中心通道的内部;所述中心通道具有用于对由所述螺杆所移动的合金原料进行导向的功能;所述熔炼腔包括下部导向器,该下部导向器在所述中心通道的所述上部嘴口附近与所述熔炼腔的所述纵向轴线转动地相关联,该下部导向器设定成在远离所述熔炼腔的所述纵向轴线的方向上抛洒由所述螺杆沿所述中心通道升起的所述合金原料的至少一部分,从而在所述熔炼腔内部存储的合金原料的整个自由表面上均匀地重新分布合金原料,其特征在于:所述下部导向器被刚性地约束到所述螺杆的中心轴上,所述下部导向器被布置为位于所述螺杆的推进器的最终区域的紧上方,所述下部导向器具有截头锥体形状,该截头锥体的较大基础部向上。优选的,所述熔炼腔包括用来在上部导向器的方向上通过所述开口将引入的合金原料抛到所述筒仓中的装置,该上部导向器设定成将所述合金原料的至少一部分偏移到至少所述熔炼腔的纵向轴线处,使得堆积的合金原料的自由表面是凸起的;所述上部导向器与所述熔炼腔的纵向轴线转动地相关联,所述上部导向器具有凹入的下部表面;用来在所述上部导向器的方向上通过所述开口将引入的合金原料抛洒到所述筒仓中的装置包括定向管,该定向管的一个端部与所述开口相关联,该定向管的另一个端部处布置得靠近所述上部导向器并且面向所述上部导向器的所述下部表面。优选的,所述漏斗的内表面由至少一个弹性可变形壁至少部分地限定,该弹性可变形壁布置成促进粉末材料从所述排出嘴口离开,在所述弹性可变形壁的弹性返回时将弹性脉冲传递到与所述排出嘴口相邻的合金原料,该弹性返回是由于所述粉末材料的一部分在所述螺杆上沿所述中心通道升起、使得在所述弹性可变形壁上承载的合金原料的粉末的负载被减小而产生的。优选的,所述熔炼腔还包括至少一个刚性笼,该刚性笼与所述至少一个弹性可变形壁的外部相关联,该刚性笼具有支撑和限制所述壁的变形的功能;所述熔炼腔包括辐条型对中装置,该辐条型对中装置包括长度相等的多根辐条,这些辐条径向离开中心套筒,该中心套筒设定成由所述螺杆贯穿,所述辐条的端部设定成被约束到所述熔炼腔的内壁上。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强阻燃镁合金,其特征在于,由以下质量百分比的组分组成:Nd5.0‑7.0%,Ce3.0‑3.5%,Al2.0‑2.5%,Si0.5‑0.8%,Ag1.5‑2.0%,Nb0.8‑1.0%,余量为Mg和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种高强阻燃镁合金,其特征在于,由以下质量百分比的组分组成:Nd5.0-7.0%,Ce3.0-3.5%,Al2.0-2.5%,Si0.5-0.8%,Ag1.5-2.0%,Nb0.8-1.0%,余量为Mg和不可避免的杂质。2.一种用于制作权利要求1中所述的阻燃镁合金材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:1)将制备镁合金的原料在保护气体下熔化后,在760-770℃的隔氧熔炉熔炼,静置,得到合金液;2)将合金液浇注到模具中,得到铸态合金;3)将铸态合金进行热处理,即得。3.如权利要求2中所述的制备方法,其特征在于:步骤1)中,制备镁合金的原料为镁、铝、银、Mg-Nd中间合金、Mg-Ce中间合金、Mg-Si中间合金及Mg-Nb中间合金,熔化时,先将镁、铝、银熔化,然后加入Mg-Nd中间合金、Mg-Ce中间合金、Mg-Si中间合金及Mg-Nb中间合金熔化;Mg-Nd中间合金、Mg-Ce中间合金、Mg-Si中间合金及Mg-Nb中间合金的熔化温度为740℃-750℃。4.如权利要求2中所述的制备方法,其特征在于:步骤1)中,所述熔炼的时间为10-15min;静置时的温度为710-730℃,静置时间为10-15min。5.如权利要求2中所述的制备方法,其特征在于:步骤3)中,所述热处理是对铸态合金依次进行固溶处理和时效处理,固溶处理的温度为540-550℃,时间为5-8h,时效处理的温度为230-250℃,时间为10-14h;固溶处理后采用80-90℃的热水淬火至室温,时效处理后空冷至室温;固溶处理在氧化镁粉末覆盖下进行。6.一种应用于所述权利要求2的隔氧熔炉,包括下置板,所述下置板的底部固定连接有多根立柱,所述下置板的顶部通过多根顶杆固定连接有上置板,其特征在于,所述上置板的底部通过调节机构固定连接有炉盖,所述炉盖上固定连接有排气通道,所述下置板的底部固定连接有动力机构,所述动力机构通过第一连接机构连接有炉体,所述动力机构通过限位机构连接有第一转轴,所述第一转轴远离限位机构的一端与上置板的顶部转动连接,所述第一转轴通过第二连接机构连接有主轴,所述主轴的顶部与上置板的底部转动连接,所述主轴远离上置板的一端贯穿炉盖并固定连接有多个叶片,所述下置板上设有与炉体对应的安装槽,所述炉体与安装槽的内侧壁转动连接,所述炉体的底部固定连接有卸料出口,所述卸料出口上固定连接有阀门;所述动力机构包括固定连接在下置板底部上的马达,所述马达的输出端固定连接有第二转轴,所述第二转轴远离马达的一端贯穿下置板的底部并向上延伸;所述第一连接机构包括固定套接在第二转轴和炉体上的传动带主动轮,两个所述传动带主动轮通过传动带连接;所述限位机构包括固定连接在第二转轴的顶端和第一转轴的底端均固定连接有联轴器,两个所述联轴器通过多个螺栓连接;所述第二连接机构包括固定套接在第一转轴上的主动齿轮,所述主轴上固定套接有与主动齿轮啮合对应的从动齿轮;所述调节机构包括固定连接在上置板的底部的伸...

【专利技术属性】
技术研发人员:戴军于帮龙杨莉张尧成
申请(专利权)人:常熟理工学院
类型:发明
国别省市:江苏,32

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