一种镁锡锌铝钛合金锭的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种镁锡锌铝钛合金锭的制备方法，使用的化学物质材料为：镁、锡、锌、铝、钛、石墨、凡士林、无水乙醇和氩气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米

【技术实现步骤摘要】
一种镁锡锌铝钛合金锭的制备方法
本专利技术属于有色金属合金制备及应用的
，尤其涉及一种镁锡锌铝钛合金锭的制备方法。
技术介绍
镁及其合金具有比强度高、比刚度高、易加工的特性，常在航空、航天、汽车、电子工业中得到应用；但镁及其合金大都硬度低、强度低、耐腐蚀性差，使其应用受到了很大局限。为了提高镁及其合金的硬度、强度、耐腐蚀性，常在镁及其合金中掺杂贵金属或稀土类物质，以使其生成增强相或细化晶粒，例如CN104099504A专利，采用变形和时效的方式添加Pr、Er、Ho三种稀土元素，这些稀土元素的添加不仅加大了合金熔炼的难度，增加了成本，而且使材料的塑性降低，反而影响了镁合金材料的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供提一种是针对镁及镁合金强度低、硬度低、耐腐蚀性差的现状，将镁与同属有色金属的锡、锌、铝、钛进行混合，经真空熔炼、均质化处理、等径角挤压，制成镁锡锌铝钛合金锭，以大幅提高镁锡锌铝钛合金的力学性能，扩大镁锡锌铝钛合金的应用范围的一种镁锡锌铝钛合金锭的制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案，一种镁锡锌铝钛合金锭的制备方法，使用的化学物质材料为：镁、锡、锌、铝、钛、石墨、凡士林、无水乙醇和氩气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位；镁粉335g-337g、锡粉32g-35g、锌粉24g-26g、铝粉8g-10g、钛粉0.04g-0.06g、铜粉0.02g-0.03g、铅粉0.01g-0.02g、镉粉0.01g-0.03g、石墨20-22g、凡士林30mL-33mL、无水乙醇500mL-505mL和氩气Ar200000cm3。进一步，包括制备方法如下：a、对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量、体积纯度控制；b、用不锈钢材料制作，模具型腔尺寸为130mm×40mm×25mm，模具型腔表面粗糙度Ra≤0.08-0.16μm；C、称取石墨20gg，量取凡士林30mL，加入烧杯中，搅拌10min，成粘稠状石墨润滑剂d、镁锡锌铝钛合金熔液的熔炼是在真空熔炼炉内进行的，是在中频感应加热熔炼、抽真空、氩气保护下完成的；1.1称取镁粉335.9g、锡粉32g、锌粉24g、铝粉8g、钛粉0.04g、铜粉0.02g、铅粉0.02g、镉粉0.02g，加入石英容器中，搅拌混合10min，成镁锡锌铝钛合金粉；1.2打开真空熔炼炉，清理炉腔及熔炼坩埚，使其洁净；1.3将配制的镁锡锌铝钛合金粉置于熔炼坩埚内，关闭真空熔炼炉，并密闭；1.4开启真空熔炼炉的真空泵，抽去炉腔内空气，使炉腔内压强达100Pa；1.5向炉腔输入氩气开启氩气瓶，向真空熔炼炉炉腔内输入氩气，氩气输入速度200cm3/min，使炉腔内压强稳定在1×105Pa；1.6加热、熔炼开启中频感应加热器，加热熔炼坩埚内的镁锡锌铝钛合金粉；加热温度710℃，加热时间30min，加热后，成镁锡锌铝钛合金熔液；1.7浇注熔炼后，开启真空熔炼炉，取出熔炼坩埚，对准浇口进行浇注，浇注后密闭浇口；1.8冷却将浇注后的模具及其内的铸件埋入细砂中，自然冷却至25℃；1.9脱模开启，取出铸件，即镁锡锌铝钛铸锭；1.10修整、清理、打磨、清洗将镁锡锌铝钛铸锭置于钢质平板上，用机械进行修整、清理成130mm×40mm×25mm合金锭；然后用砂纸打磨合金锭各表面，用无水乙醇进行清洗，使其洁净；e、均质化处理镁锡锌铝钛铸锭镁锡锌铝钛铸锭的均质化处理是在热处理炉内进行的，是在阶梯加热过程中完成的；1.1将镁锡锌铝钛铸锭置于热处理炉内，密闭；1.2开启加热炉，进行第一级加热，加热温度350℃，加热时间150min；1.3继续升温，进行第二级加热，加热温度460℃，加热时间720min；1.4冷却，均质化处理后，将镁锡锌铝钛铸锭置于水冷槽内，水冷槽水温25℃，快速冷却至25℃；1.5时效处理将镁锡锌铝钛铸锭置于热处理炉内，进行时效处理，第一级时效处理温度105℃，时效处理时间22h；第二级时效处理温度200℃，时效处理时间170h；时效处理后，将镁锡锌铝钛铸锭置于水冷槽内，水冷槽水温25℃，快速冷却至25℃；1.6清理、清洗镁锡锌铝钛铸锭表面将均质化处理、时效处理的镁锡锌铝钛铸锭置于钢质平板上，用砂纸对其表面及周边进行打磨，用无水乙醇进行清洗，使表面光洁、洁净；f、等径角挤压镁锡锌铝钛合金锭镁锡锌铝钛铸锭的等径角挤压是在挤压机上进行的，是在等径角挤压模具内完成的；1.1制备等径角挤压模具等径角挤压模具是用铬钨锰钢制造的，由等径角挤压模具、挤压棒组成，等径角挤压模具的L形挤压型腔表面粗糙度Ra≤0.08-0.16μm；挤压棒表面粗糙度Ra≤0.08-0.16μm；1.2将等径角挤压模具垂直置于挤压机的工作台上，挤压棒垂直对准L形挤压型腔的垂直型腔，挤压棒与L型挤压型腔的垂直型腔的同轴度≤0.001mm；1.3将配制的石墨润滑剂加入L形挤压型腔内，加入量为3mL；1.4预热处理镁锡锌铝钛铸锭将镁锡锌铝钛铸锭置于加热炉中，进行预热，预热温度270℃，预热时间15min；1.5将镁锡锌铝钛铸锭垂直置于等径角挤压模具上部的进料口；挤压棒对准镁锡锌铝钛铸锭垂直施压，施压压力8Mpa，施压速度0.04-0.12mm/s；镁锡锌铝钛铸锭变形挤压后由出料口脱出，即完成了第一道次挤压；镁锡锌铝钛铸锭的等径角挤压重复进行四次；挤压后为终产物镁锡锌铝钛合金锭；g、清洗将挤压后的镁锡锌铝钛合金锭用无水乙醇清洗，使表面洁净；h、检测、分析、表征对制备的镁锡锌铝钛合金锭的形貌、色泽、化学物理性能、力学性能进行检测、分析、表征；用金相显微镜进行金相组织观察分析；用显微硬度计进行显微硬度分析；用材料试验机进行拉伸性能分析；结论：镁锡锌铝钛合金锭为银白色长条状，金相组织致密性好，显微硬度达75-89HV，拉伸屈服强度达230-275MPa、抗拉强度达285-365MPa、伸长率达16-21.5％；i、储存制备的镁锡锌铝钛合金锭用软质材料包装，要防潮、防晒、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃，相对湿度≤10％。进一步，所述步骤a中的镁为固态粉体，纯度为99.90％-99.95％；锡为固态粉体固态粉体，纯度为99.95％-99.98％；锌为固态粉体，纯度为99.93％-99.97％；铝为固态粉体，纯度为99.95％-99.99％；钛为固态粉体，纯度为99.95％-99.98％，铜为固态粉体，纯度为99.91％-99.93％、铅为固态粉体，纯度为99.92％-99.93％、镉为固态粉体，纯度为99.94％-99.95％。进一步，所述步骤a中的石墨为固态粉体，纯度为，98.45％-98.55％。进一步，所述步骤a中的凡士林为液态粘稠状，纯度为98.45％-98.55％；无水乙醇为液态液体，纯度为98.45％-98.55％。进一步，所述步骤a中的氩气为气态气体，纯度为99.45％-99.55％。进一步，镁锡锌铝钛合金液的熔炼是在真空熔炼炉内进行的，是在中频感应加热、熔炼、抽真空、氩气保护下完成的；真空熔炼炉1的下部为炉座2，内部为炉腔3，在炉腔3的内底部设有工作台6，在工作台6的上部置放熔炼坩埚7，在熔炼坩埚7外部为中频感应加热器8，熔炼坩埚7内为镁锡锌铝钛合金熔液9，在真空熔炼炉1的右上部设有出气管4、出气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁锡锌铝钛合金锭的制备方法，其特征在于，使用的化学物质材料为：镁、锡、锌、铝、钛、石墨、凡士林、无水乙醇和氩气，其组合准备用量包括如下：以克、毫升、厘米

【技术特征摘要】
1.一种镁锡锌铝钛合金锭的制备方法，其特征在于，使用的化学物质材料为：镁、锡、锌、铝、钛、石墨、凡士林、无水乙醇和氩气，其组合准备用量包括如下：以克、毫升、厘米3为计量单位；镁粉335g-337g、锡粉32g-35g、锌粉24g-26g、铝粉8g-10g、钛粉0.04g-0.06g、铜粉0.02g-0.03g、铅粉0.01g-0.02g、镉粉0.01g-0.03g、石墨20-22g、凡士林30mL-33mL、无水乙醇500mL-505mL和氩气Ar200000cm3。2.根据权利要求1所述的一种镁锡锌铝钛合金锭的制备方法，其特征在于，包括制备方法如下：a、对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量、体积纯度控制；b、用不锈钢材料制作，模具型腔尺寸为130mm×40mm×25mm，模具型腔表面粗糙度Ra≤0.08-0.16μm；C、称取石墨20gg，量取凡士林30mL，加入烧杯中，搅拌10min，成粘稠状石墨润滑剂d、镁锡锌铝钛合金熔液的熔炼是在真空熔炼炉内进行的，是在中频感应加热熔炼、抽真空、氩气保护下完成的；1.1称取镁粉335.9g、锡粉32g、锌粉24g、铝粉8g、钛粉0.04g、铜粉0.02g、铅粉0.02g、镉粉0.02g，加入石英容器中，搅拌混合10min，成镁锡锌铝钛合金粉；1.2打开真空熔炼炉，清理炉腔及熔炼坩埚，使其洁净；1.3将配制的镁锡锌铝钛合金粉置于熔炼坩埚内，关闭真空熔炼炉，并密闭；1.4开启真空熔炼炉的真空泵，抽去炉腔内空气，使炉腔内压强达100Pa；1.5向炉腔输入氩气开启氩气瓶，向真空熔炼炉炉腔内输入氩气，氩气输入速度200cm3/min，使炉腔内压强稳定在1×105Pa；1.6加热、熔炼开启中频感应加热器，加热熔炼坩埚内的镁锡锌铝钛合金粉；加热温度710℃，加热时间30min，加热后，成镁锡锌铝钛合金熔液；1.7浇注熔炼后，开启真空熔炼炉，取出熔炼坩埚，对准浇口进行浇注，浇注后密闭浇口；1.8冷却将浇注后的模具及其内的铸件埋入细砂中，自然冷却至25℃；1.9脱模开启，取出铸件，即镁锡锌铝钛铸锭；1.10修整、清理、打磨、清洗将镁锡锌铝钛铸锭置于钢质平板上，用机械进行修整、清理成130mm×40mm×25mm合金锭；然后用砂纸打磨合金锭各表面，用无水乙醇进行清洗，使其洁净；e、均质化处理镁锡锌铝钛铸锭镁锡锌铝钛铸锭的均质化处理是在热处理炉内进行的，是在阶梯加热过程中完成的；1.1将镁锡锌铝钛铸锭置于热处理炉内，密闭；1.2开启加热炉，进行第一级加热，加热温度350℃，加热时间150min；1.3继续升温，进行第二级加热，加热温度460℃，加热时间720min；1.4冷却，均质化处理后，将镁锡锌铝钛铸锭置于水冷槽内，水冷槽水温25℃，快速冷却至25℃；1.5时效处理将镁锡锌铝钛铸锭置于热处理炉内，进行时效处理，第一级时效处理温度105℃，时效处理时间22h；第二级时效处理温度200℃，时效处理时间170h；时效处理后，将镁锡锌铝钛铸锭置于水冷槽内，水冷槽水温25℃，快速冷却至25℃；1.6清理、清洗镁锡锌铝钛铸锭表面将均质化处理、时效处理的镁锡锌铝钛铸锭置于钢质平板上，用砂纸对其表面及周边进行打磨，用无水乙醇进行清洗，使表面光洁、洁净；f、等径角挤压镁锡锌铝钛合金锭镁锡锌铝钛铸锭的等径角挤压是在挤压机上进行的，是在等径角挤压模具内完成的；1.1制备等径角挤压模具等径角挤压模具是用铬钨锰钢制造的，由等径角挤压模具、挤压棒组成，等径角挤压模具的L形挤压型腔表面粗糙度Ra≤0.08-0.16μm；挤压棒表面粗糙度Ra≤0.08-0.16μm；1.2将等径角挤压模具垂直置于挤压机的工作台上，挤压棒垂直对准L形挤压型腔的垂直型腔，挤压棒与L型挤压型腔的垂直型腔的同轴度≤0.001mm；1.3将配制的石墨润滑剂加入L形挤压型腔内，加入量为3mL；1.4预热处理镁锡锌铝钛铸锭将镁锡锌铝钛铸锭...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：南通鑫祥锌业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32