一种镁合金制造技术

一种镁合金，其组分重量百分比含量为Ａｌ：７．６－８．４％、Ｍｎ：０．１８－０．２８％、Ｚｎ：０．９－１．３％、Ｓｉ：＜０．０８％、Ｆｅ：≤０．００４％、Ｃｕ：＜０．０２５％、Ｎｉ：＜０．００２％、Ｂｅ：０．０００５－０．００１５％，余量为Ｍｇ。本发明专利技术主要是在ＡＺ８１Ａ型号镁合金基础上通过提高组分中锌元素的含量，使镁合金的抗拉强度和断后延伸率得到明显的提高，其平均抗拉强度１８１Ｍｐａ，屈服强度６０Ｍｐａ，断后延伸率６％，有效弥补了现有ＡＺ８１Ａ型号镁合金在铸态下的上述力学性能上的不足，从而能满足更高的锻造生产方面的技术要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于镁合金生产
，尤其涉及一种抗拉强度与延伸性能较高的新型镁合金。
技术介绍
目前，镁合金工业上熔炼制得得镁合金其抗拉强度、屈服强度及断后延伸率等相关的力学性能指标都较低，往往不能满足一些对这类指标有较高要求的生产后期各种压铸成型、热处理或者高速切削与加工锻造工序。尤其是在对镁合金锻造拉伸的过程中，较低的抗拉强度与断后延伸率使得镁合金容易断裂，造成加工的困难。以现有的AZ81A型号镁合金为例(组成成分及其重量百分比含量为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％，其余为Mg)，其在铸态下的平均抗拉强度为160Mpa，屈服强度为90Mpa，断后延伸率仅为2％，相对较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种抗拉强度与断后延伸性能均很好的新型镁合金，其铸态下的平均抗拉强度181Mpa，屈服强度60Mpa，断后延伸率6％，弥补现有AZ81A型号镁合金在铸态下的上述力学性能上的不足。为了解决上述技术问题，本专利技术的主要技术方案为一种镁合金，其组分的重量百分比为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％，余量为Mg。本专利技术的熔炼工艺如下先进行配料，保证配料中以组分百分含量值均为工业标准值的AZ91D型镁合金生产废料作为回炉料，且控制回炉料占整个熔炼工艺投料总量的60％。配料中还包括工业镁锭、铝锭、锌锭、锰粉及铝铍中间合金。将镁锭、铝锭、锌锭投入已清渣的坩埚中加块熔剂熔化，半熔时投入回炉料并加入覆盖剂，整个熔化过程时间控制在2-6h，且镁液最终温度控制在670-690℃；熔化结束后同时加精炼粉与锰粉进行一次精炼，时间控制在25min，温度控制在680-730℃，结束后对镁液成分进行取样分析，合格则进入下道工序，不合格进行成分调整；之后镁液继续升温至730-750℃时加入覆盖剂和萤石粉，进行二次精炼吸渣作业，精炼时间控制在40min，温度控制在730-750℃，其后静置降温，使熔剂和夹杂物沉降，时间控制在60min，温度在620-660℃结束，然后再升温，当温度达到650-690℃时加入铝铍中间合金直到其全部熔化结束，熔化过程温度始终控制在650-690℃。然后对炉内镁液取样进行成分分析，合格后出炉。最后在640-660℃温度条件下，并在保护气氛中进行浇铸，时间一般控制在40-60分钟。该熔炼工艺与现有的AZ81A型号镁合金的熔炼工艺一致。本专利技术主要是在AZ81A型号镁合金基础上通过提高组分中锌元素的含量，使镁合金的抗拉强度和断后延伸率得到明显的改善。其在铸态下的平均抗拉强度181Mpa，屈服强度60Mpa，断后延伸率6％，与AZ81A型号镁合金相比，由于抗拉强度和断后延伸率有了较大的提高，很好的弥补了AZ81A型号镁合金在铸态下的上述力学性能上的不足，从而能够满足生产铸造方面更高的技术要求。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术作进一步描述实施例1以组分百分含量值均为工业标准值的AZ91D型镁合金生产废料作为回炉料，且控制回炉料占整个熔炼工艺投料总量的60％。将镁锭367Kg，铝锭28.3Kg，锌锭6.2Kg经预处理后投入已清渣的坩埚中，加块熔剂，待半熔化时加入回炉料602kg，继续熔化，过程中加入覆盖剂以防止燃烧，镁液最终温度控制在670℃，时间控制在3h。熔化结束后在670℃温度条件下往镁液中吹氮气，并机械搅拌，同时加锰粉和精炼剂进行一次精炼，精炼时间控制在25min，精炼结束时温度控制在680℃。对一次精炼的镁液成分进行取样分析，若合格进行下道工序，若不合格进行成分调整。之后镁液继续升温至730℃时，充氮气，并机械搅拌，同时加覆盖剂和萤石粉进行二次精炼，精炼时间控制在40min，完成后静置5min提渣，提渣结束后温度控制在730℃。将所得镁液静置60分钟降温，使熔剂和夹杂物沉降，静置结束时的最后温度控制在620℃。然后升温，当温度达到650℃，加铝铍中间合金1.5Kg至其全部熔化结束，熔化过程温度控制在650℃。然后对炉内镁液取样进行成分分析，合格后出炉。出炉后的镁液在保护气氛下进行浇铸，浇铸温度控制在630℃。这样制得的镁合金中的化学组分的重量百分比为Al8.2％、Mn0.25％、Zn0.9％、Si≤0.20％、Cu≤0.08％、Ni≤0.010％、Be0.0005-0.0015％，其余为Mg。本专利技术铸态下的抗拉强度为171Mpa，屈服强度为60Mpa，断后延伸率达到5％。在本专利技术的组分中引入铍元素主要是提高镁合金的抗氧化性，且只要保证铍元素在组分中的重量百分含量为0.0005-0.0015％。因此铝铍中间合金中，铍的比例主要是根据其在本专利技术组分中的上述比重来实际的确定与微量调整(比例一般控制在0.9～1.2％)。以下实施例均如此。由于在对二次精炼过后的镁液进行静置提渣及之后的沉降清除杂质的过程中，可能有部分原料被清除，因此在取样分析时有可能出现某种成分不符合合金预定的配制要求，这时应根据预定的配方，相应加入某些原料再次熔炼，直到取样分析合格为止。对于以下的实施例均有上述的要求。实施例2以组分百分含量值均为工业标准值的AZ91D型镁合金生产废料作为回炉料，且控制回炉料占整个熔炼工艺投料总量的60％。将镁锭367Kg，铝锭26.2Kg，锌锭7.4Kg经预处理后投入已清渣的坩埚中，加块熔剂，待半熔化时加入回炉料602kg，继续熔化，过程中加入覆盖剂以防止燃烧，镁液最终温度控制在680℃，时间控制在4h。熔化结束后在680℃温度条件下往镁液中吹氮气，并机械搅拌，同时加锰粉和精炼剂进行一次精炼，精炼时间控制在25min，精炼结束时温度控制在700℃。对一次精炼的镁液成分进行取样分析，若合格进行下道工序，若不合格进行成分调整。之后镁液继续升温至740℃时，充氮气，并机械搅拌，同时加覆盖剂和萤石粉进行二次精炼，精炼时间控制在40min，完成后静置5min提渣，提渣结束后温度控制在740℃。将所得镁液静置60分钟降温，使熔剂和夹杂物沉降，静置结束时的最后温度控制在640℃。然后升温，当温度达到670℃加入铝铍中间合金直到其全部熔化结束，熔化过程温度始终控制在650-690℃。然后对炉内镁液取样进行成分分析，合格后出炉。出炉后的镁液在保护气氛下进行浇铸，浇铸温度控制在640℃。这样制得的镁合金中的化学组分的重量百分比为Al8.0％、Mn0.25％、Zn1.1％、Si≤0.20％、Cu≤0.08％、Ni≤0.010％、Be0.0005-0.0015％，其余为Mg。本专利技术铸态下的抗拉强度为180Mp，屈服强度为60Mpa，断后延伸率达到6％。实施例3以组分百分含量值均为工业标准值的AZ91D型镁合金生产废料作为回炉料，且控制回炉料占整个熔炼工艺投料总量的60％。将镁锭367Kg，铝锭24.2Kg，锌锭9.4Kg经预处理后投入已清渣的坩埚中，加块熔剂，待半熔化时加入回炉料602.15kg，继续熔化，过程中加入覆盖剂以防止燃烧，镁液最终温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁合金，其特征在于组分的重量百分比含量为：Ａｌ：７．６－８．４％、Ｍｎ：０．１８－０．２８％、Ｚｎ：０．９－１．３％、Ｓｉ：＜０．０８％、Ｆｅ：≤０．００４％、Ｃｕ：＜０．０２５％、Ｎｉ：＜０．００２％、Ｂｅ：０．０００５－０．００１５％，余量为Ｍｇ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陶卫建，
申请(专利权)人：南京云海特种金属有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]