本发明专利技术涉及一种添加铍、锶的阻燃镁合金及制备方法，它是以镁、铝、锌、镁锰中间合金为原料，以铝铍中间合金、铝锶中间合金为阻燃剂，以铝锶中间合金为力学性能增强剂，在竖式熔炼炉中，经７１０℃±５℃熔炼、７６０℃±５℃精练后静置、７００℃±５℃浇铸，经添加熔炼剂、精练剂，经恒温、保温、静置，制成阻燃性镁合金熔液，经模具浇铸、细砂冷却、切制成型，最终制成阻燃镁合金锭，熔炼中添加的铝铍中间合金、铝锶中间合金，有效的阻止了镁合金的燃烧、氧化，同时提高了镁合金的力学性能，此方法工艺严密，配比合理，工艺流程短，环境污染小，镁合金锭产物金相组织结构紧密均匀，致密性好，平均晶粒≤９０μｍ，抗拉强度可达２００ＭＰａ，冲击韧性可达１５Ｊ／ｃｍ↑［２］。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属有色金属制备方法的
技术介绍
镁合金是目前工业上可用的最轻的金属材料之一，具有高的比强度和比刚度， 良好的导电导热性、磁屏蔽性、阻尼减震性、可切削加工性，在汽车、电子和航空 航天领域中得到了广泛应用。镁合金的熔炼是在电阻熔炼炉中完成的，在熔炼过程中，常常会发生氧化燃烧， 给镁合金的熔炼和产品的铸造成型带来工艺难题，而且环境污染严重、产品合格率 低。为了解决镁合金在熔炼过程中的氧化燃烧问题， 一般采用熔剂覆盖或气体保护 法，但存在环境污染和设备复杂问题，例如常用的六氟化硫SF6气体，是国际禁用 的污染气体，熔剂覆盖又会造成镁合金液的污染，达不到产品要求，还会造成材料 和能源的浪费。镁合金容易氧化燃烧是因为氧化镁膜较疏松、不致密，不能阻止空气与镁的接 触，因此，向镁合金中添加合金元素，形成致密的保护膜也可起到阻燃作用，在镁 合金中加入稀土类或钙类也能提高阻燃性， 一般用于耐热镁合金，且钙元素会使合 金力学性能降低，而稀土类对阻燃性的提高有限，在镁合金中加入铍元素也可提高 阻燃性，但配比不当或过量的铍也会引起晶粒粗化，降低力学性能，目前的阻燃方 法均存在弊端和不足，均不够理想。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的就是针对
技术介绍
的不足，针对镁合金在熔炼、铸造中出现易氧 化、易燃烧的问题，采用添加合金元素法进行熔炼、铸造，即在熔炼镁合金过程中 按比例添加铍Be和锶Sr元素，使镁合金在熔炼过程中既可阻止氧化燃烧，又可提 高镁合金的力学性能，使镁合金在无熔剂覆盖、无气体保护下熔炼、铸造成型。技术方案本专利技术使用的化学物质材料为镁、铝、锌、镁锰中间合金、铝铍中间合金、 铝锶中间合金、去离子水、滑石粉、水玻璃、熔炼剂、精练剂，其组合配比量如下: 以克、毫升为计量单位镁Mg 513.7g士2g 固态块体铝Al 42.8g±0.2g 固态块体锌Zn 3g士0.1g 固态块体镁锰中间合金Mg-Mn 28.7g±0.2g 固态块体铝铍中间合金Al-Be 8.8g±0.1g 固态块体铝锶中间合金Al-Sr 3g±0.1g 固态块体滑石粉Mgs (Si4O10) (OH) 2 35g±lg 固态粉体水玻璃Na2O3Si02 15ml±lml 液体去离子水H20 750ml±2ml 液体熔炼剂RJ-2: MgCl2KClNaClCaF220g±lg 固态粉体精练剂XRMJ-5: MgCl2KClNaClCaF2BaCl2 15g±lg 固态粉体制备方法如下(1)精选化学物质材料对制备所需的化学物质及辅助材料要严格进行精选，并进行纯度控制: 镁Mg ^99.85% 铝Al 299% 锌Zn 299%镁锰中间合金Mg-Mn Mg90.6% Mn9.4% 铝铍中间合金Al-Be A196.58% Be3.42% 铝锶中间合金Al-Sr A189.98% Sri 0.02% 滑石粉Mgs (Si401()) (OH) 2 95% 水玻璃Na203Si02 95%去离子水H20 99.99%熔炼剂RJ-2:MgCl246%、KC141%、NaCl 8%、CaF25%精练剂XRMJ-5:MgCl246°/。、KC135%、NaCl 8%、CaF2 5%、BaCl26%(2) 预切制固态块体材料对制备使用的固态块体材料镁、铝、锌、镁锰中间合金、铝铍中间合金、铝 锶中间合金要进行预切制，块体尺寸为 镁、锘、锌60x60x60mm 镁锰中间合金lOxlOxlOmm 铝铍中间合金lOxlOxlOmm 铝锶中间合金lOxlOxlOmm(3) 预制浇铸模具对熔炼、浇铸使用的模具要进行预制，模具结构为开合式，模体材质为不锈钢， 外形尺寸为300x200x100mm模芯圆柱形C)15x80mm3个； 矩形15x15x80mm 3个;(4) 熔炼阻燃镁合金① 熔炼镁合金是在竖式电阻熔炼炉中进行的，熔炼炉由炉体、炉盖、炉腔、温 度探头、排气孔、熔炼坩埚、温度控制箱组成；② 清理熔炼炉打开熔炼炉盖，用吸尘器抽吸炉腔内灰尘及有害物质，抽吸时间为5min±lmin 使熔炼炉内洁净；③ 清理、清洁熔炼坩埚用金属铲、刷清除坩埚内残留物及有害物质，使坩埚内洁净； 用吸尘器抽吸坩埚内灰尘及有害物质，抽吸时间为5min±lmin;④ 刷涂熔炼坩埚内壁、熔炼勺配制涂覆材料将滑石粉35g士lg、水玻璃15mlilml、去离子水750ml±2ml置 于容器中，用搅拌器进行搅拌，使其混合均匀； 坩埚、熔炼勺预热 将坩埚、熔炼勺置于加热炉中预热，预热温度200°C±5°C，预热时间 30mirtt5min;刷涂坩埚内壁、熔炼勺用毛刷均匀刷涂预热的坩埚内壁、熔炼勺，边刷涂，边干燥，反复进行，涂层 厚度为0.2mmi0.05mm;烘干箱烘干将刷涂好的坩埚、熔炼勺置于烘干箱中烘干，烘干温度20(TCi5'C，烘干时间 30mini5mim⑤ 预热块体材料、熔炼剂、精练剂将Mg块513.7g士2g、 Al块42.8g±0.2g、 Zn块3g土0.1g、 Mg-Mn中间合金 28.7g±0.2g、 Al-Be中间合金8.8g士0.1g、 Al-Sr中间合金3g士0.1g分别置于专用容器 中，然后置于烘烤箱中进行预热，预热温度为200°C±5°C，预热时间为30min±5min;将熔炼剂RJ-2 20g±lg、精练剂XRMJ-5 15g±lg，分别置于专用容器中，然后 置于烘烤箱中进行预热，预热温度为200'C士5'C，预热时间为15min士lmin;然后在 烘烤箱中恒温、保温备用；⑥ 预热坩埚将涂覆了耐高温涂料的坩埚置于预热炉中预热至40(TC±2(TC，预热时间为 30mini5min;⑦ 熔炼在坩埚内壁及底部均匀地撒上一层粉状熔炼剂RJ-2 4g±0.5g，然后将预热的镁 块、铝块加入预热好的坩埚内，并在镁块上均匀撒上一层熔炼剂RJ-23g±0.5g; 将预热的坩祸置于熔炼炉中；开启熔炼炉，使其升温，由20'C士3'C升温至710°C±5'C，升温速度为8.6'C/min， 升温时间为80mini5min;镁块、铝块熔化后，恒温、保温16min士lmin;加入Zn块3gt0.1g、 Mg-Mn中间合金块28.7g±0.2g、 Al-Be中间合金块 8.8g士0.1g、 Al-Sr中间合金块3g士0.1g,在装料、熔化过程中，发现镁合金液露出并 燃烧时，均匀撒入熔炼剂RJ-2 2g±0.1g，在71(TC士5'C温度下，恒温、保温、静置 20min±2min，使其熔化，成合金熔液；精练扒去合金熔液表面熔渣，将预热的熔炼勺浸入合金熔液2/3深处，进行搅动， 使镁合金熔液在垂直方向产生强烈循环对流，同时不断向镁合金液表面均匀撒入精炼剂XRMJ-5 6g±lg，精炼4min士lmin，至液面呈光亮镜面，精练完毕后，扒去液 面熔渣，然后升温至76(TC士5'C，恒温、保温、静置20minilmin ; 降温调节温度控制箱，熔液温度由76(TC士5'C降至700'C士5'C，此温度为浇铸温度；在烙炼过程中发生化学反应，反应式如下Be + O — BeOAl + O—A1203Mg + O — MgOSr + 0 — SrOSr + Be + O —本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种添加铍、锶的阻燃镁合金及制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：镁、铝、锌、镁锰中间合金、铝铍中间合金、铝锶中间合金、去离子水、滑石粉、水玻璃、熔炼剂、精练剂，其组合配比量如下：以克、毫升为计量单位镁：Ｍｇ５１３．７ｇ± ２ｇ固态块体铝：Ａｌ４２．８ｇ±０．２ｇ固态块体锌：Ｚｎ３ｇ±０．１ｇ固态块体镁锰中间合金：Ｍｇ－Ｍｎ２８．７ｇ±０．２ｇ固态块体铝铍中间合金：Ａｌ－Ｂｅ８．８ｇ±０．１ｇ 固 态块体铝锶中间合金：Ａｌ－Ｓｒ３ｇ±０．１ｇ固态块体滑石粉：Ｍｇ↓［３］（Ｓｉ↓［４］Ｏ↓［１０］）（ＯＨ）↓［２］３５ｇ±１ｇ固态粉体水玻璃：Ｎａ↓［２］Ｏ.３ＳｉＯ↓［２］１５ｍｌ±１ｍｌ 液体去离子水：Ｈ↓［２］Ｏ７５０ｍｌ±２ｍｌ液体熔炼剂ＲＪ－２：ＭｇＣｌ↓［２］ＫＣｌＮａＣｌＣａＦ↓［２］２０ｇ±１ｇ固态粉体精练剂ＸＲＭＪ－５：ＭｇＣｌ↓［２］ＫＣｌＮａＣｌＣａＦ↓［２］ＢａＣｌ ↓［２］１５ｇ±１ｇ固态粉体制备方法如下：（１）精选化学物质材料对制备所需的化学物质及辅助材料要严格进行精选，并进行纯度控制：镁：Ｍｇ≥９９．８５％铝：Ａｌ≥９９％锌：Ｚｎ ≥９９％镁锰中间合金：Ｍｇ－ＭｎＭｇ９０．６％Ｍｎ９．４％铝铍中间合金：Ａｌ－ＢｅＡｌ９６．５８％Ｂｅ３．４２％铝锶中间合金：Ａｌ－ＳｒＡｌ８９．９８％Ｓｒ１０．０２％滑石粉：Ｍｇ↓［ ３］（Ｓｉ↓［４］Ｏ↓［１０］）（ＯＨ）↓［２］９５％水玻璃：Ｎａ↓［２］Ｏ.３ＳｉＯ↓［２］９５％去离子水：Ｈ↓［２］Ｏ９９．９９％熔炼剂ＲＪ－２：ＭｇＣｌ↓［２］４６％、ＫＣｌ４１％、ＮａＣｌ８％、Ｃ ａＦ↓［２］５％精练剂ＸＲＭＪ－５：ＭｇＣｌ↓［２］４６％、ＫＣｌ３５％、ＮａＣｌ８％、ＣａＦ↓［２］５％、ＢａＣｌ↓［２］６％（２）预切制固态块体材料对制备使用的固态块体材料镁、铝、锌、镁锰中间合金、铝铍中间合金、 铝锶中间合金要进行预切制，块体尺寸为：镁、铝、锌：６０×６０×６０ｍｍ镁锰中间合金：１０×１０×１０ｍｍ铝铍中间合金：１０×１０...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：韩富银，冯弘，王红霞，梁伟，张金山，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]
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