耐燃性优异的高强度镁合金及其制造方法技术

本发明专利技术的一方面涉及耐燃性优异的高强度镁合金，包含以重量％计2.0～13.0％的Al、0.1～0.5％的Mn、0.0015～0.025％的B、0.1～1.0％的Y、其余为Mg及不可避免的杂质，包含以体积分数计6.5％以上的Mg‑Al金属间化合物，上述Mg‑Al金属间化合物的平均粒径为20～500nm。

High Strength Magnesium Alloy with Excellent Flame Resistance and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐燃性优异的高强度镁合金及其制造方法
本专利技术涉及耐燃性优异的高强度镁合金及其制造方法。
技术介绍
镁由于在实用金属中属于最轻的金属，因此能够作为智能手机、平板电脑、笔记本电脑这样的便携式电子设备、或汽车、火车、航空器等运送装置的结构材料适用，而将各种元素添加于镁而成的镁合金，作为环保轻量金属原料，受到瞩目。镁合金由于铸造性优异，因此作为实用产品，过去主要适用了通过高压铸造、低压铸造、重力铸造这样的模具鋳造法来制造出的铸造产品，然而最近，能够通过辊压或挤压等加工工序制造出的拉伸件用产品的开发及市场的推广也得到推进。一般而言，铸造用镁合金或者拉伸件用镁合金中所添加的合金元素的种类相似，作为最普遍使用的镁合金的种类，可举出添加Al和Zn的AZ系合金、或添加Al和Mn的AM系合金。上述两种合金均含有Al，这是为了提高镁的铸造性和抗拉强度。占据商用镁合金很大部分的AZ、AM系镁合金，由于通过添加Al而提高了熔融金属的流动性，因此适于各种模具铸造产品的制造，还具有适于拉伸件用坯料铸造或板材铸造的优点。然而，由于屈服强度或者抗拉强度远低于作为竞争原料的铝合金，因此存在需要加大产品的厚度或者修正产品的形状来适用的问题。此外，镁合金由于高的氧亲和力所带来的起火可能性高，因此存在使用条件受限的问题。因此，当前要求开发一种耐燃性优异的高强度镁合金及其制造方法。(现有技术文献)(专利文献1)韩国公开特许公报第10-2015-0077494号
技术实现思路
本专利技术的一方面为用于提供耐燃性优异的高强度镁合金及其制造方法。另一方面，本专利技术的课题不限于上述的内容。根据本说明书的整个内容可以理解本专利技术的课题，只要是本专利技术所属
的普通技术人员，就能够毫无难度地理解本专利技术附加课题。本专利技术的一方面涉及耐燃性优异的高强度镁合金，包含以重量％计2.0～13.0％的Al、0.1～0.5％的Mn、0.0015～0.025％的B、0.1～1.0％的Y、其余为Mg及不可避免的杂质，包含以体积分数计6.5％以上的Mg-Al金属间化合物，上述Mg-Al金属间化合物的平均粒径为20～500nm。此外，本专利技术的另一方面涉及耐燃性优异的高强度镁合金的制造方法，其中，包括：准备包含以重量％计2.0～13.0％的Al、0.1～0.5％的Mn、0.0015～0.025％的B、0.1～1.0％的Y、其余为Mg及不可避免的杂质的熔液的步骤；铸造上述熔液来获得镁合金铸造件的步骤；对上述镁合金铸造件在370～490℃的温度范围实施2～20小时的固溶处理来获得镁合金的步骤；将上述镁合金冷却至100℃以下的步骤；及对冷却的上述镁合金在150～250℃下实施2～48小时的时效处理的步骤。另外，上述的课题解决手段并非罗列了本专利技术的全部特征。本专利技术的各种特征和由此带来的优点及效果，可参照以下具体实施方式进行更详细的理解。根据本专利技术，具有能够提供耐燃性优异的高强度镁合金及其制造方法的效果。附图说明图1为拍摄比较件1(a)和专利技术件7(b)的镁合金铸造件的微观组织的照片。图2为比较件1的固溶处理结束后的微观组织的照片。图3为专利技术件7的固溶处理结束后的微观组织的照片。图4为表示在200℃的温度下对比较件1(a)和专利技术件7(b)按照时效时间测定硬度值的结果的图表。图5为观察比较件1(a)、专利技术件7(b)、比较件5(c)的时效处理后的镁合金的微观组织的照片。图6为表示专利技术件7的相对于时效时间的硬度值变化、和晶粒内部的Mg-Al金属间化合物大小的变化的图表。图7为表示专利技术件7的Mg-Al金属间化合物体积分数相对于时效时间的图表。具体实施方式以下，说明本专利技术的优选实施方式。但本专利技术的实施方式可变形为其他各种实施方式，本专利技术的范围并非限定于以下所说明的实施方式。此外，本专利技术的实施方式是为了对本领域的普通技术人员更完整地说明本专利技术而提供的。本专利技术人为了解决镁合金的起火特性及低强度问题而进行深入研究的结果确认出，通过复合添加B及Y并实施时效处理，能够使大量的金属间化合物微细地分布，由此能够确保优异的耐燃性及高强度，从而完成了本专利技术。耐燃性优异的高强度镁合金以下，对本专利技术的一方面所涉及的耐燃性优异的高强度镁合金进行详细说明。本专利技术的一方面所涉及的耐燃性优异的高强度镁合金，包含以重量％计2.0～13.0％的Al、0.1～0.5％的Mn、0.0015～0.025％的B、0.1～1.0％的Y、剩余为Mg及不可避免的杂质，包含以体积分数计6.5％以上的Mg-Al金属间化合物，上述Mg-Al金属间化合物的平均粒径为20～500nm。首先，对本专利技术的合金组成进行详细说明。以下，对于各元素含量的单位，只要没有特别提及，就表示重量％。Al：2.0～13.0％Al为提高抗拉强度或屈服强度、并且通过提高合金熔液的流动性来起到提高铸造性的作用的元素。在Al含量小于2.0％的情况下，上述的效果不足。相反，在Al含量超过13.0％的情况下，能够增大脆性来减少加工性及延展性。因此，Al含量优选为2.0～13.0％。此外，Al含量的更优选的下限可以为2.5％，为了确保160MPa以上的抗拉强度，更进一步优选的下限可以为6.5％。Al含量的更优选的上限可以为12.0％，更进一步优选的上限可以为11.0％。Mn：0.1～0.5％Mn为通过与Al形成金属间化合物而使晶粒变得微细来对抗拉强度的增加作出贡献的元素。此外，通过形成金属间化合物，降低镁合金所不需要的代表性杂质元素即Fe，从而起到放缓镁的腐蚀速度的作用。Mn含量小于0.1％的情况下，上述的效果不充分。相反，在Mn含量超过0.5％的情况下，可引发由针状金属间化合物的过度形成所引起的脆性。因此，Mn含量优选为0.1～0.5％。此外，Mn含量的更优选的下限可以为0.11％，更优选的上限可以为0.45％。B：0.0015～0.025％B(硼)这一元素，不仅熔点非常高，而且在固相或液相镁中的溶解度几乎接近于0(zero)，因此在通常的镁合金中不经常使用。然而，在本专利技术中，为了确保耐燃性及高强度而予以添加，尤其通过在镁合金中复合添加B及Y并实施时效处理，来对Mg-Al金属间化合物的大量形成作出贡献，从而不仅提高抗拉强度，而且相比于单独添加B的情况进一步提高耐燃性及强度。此外，因对防止熔液氧化作出贡献，而能够减少为了防止熔液氧化而使用的昂贵的SF6气体或可引发环境污染的SO2气体的使用量，因此能够对生产费用的减少及环境的保护作出贡献。在B含量小于0.0015％的情况下，上述的效果不充分。相反，在B含量超过0.025％的情况下，存在Al-B化合物形成于晶界而减少延展性的问题。因此，B含量优选为0.0015～0.025％。此外，B含量的更优选的下限可以为0.002％，更优选的上限可以为0.02％。Y：0.1～1.0％Y这一元素通过与Al结合而形成析出物，由此对强度的提高作出贡献，并且由于氧亲和力高而使熔液表面的保护膜变得牢固，从而不仅抑制熔液的氧化，而且在凝固后也提高耐燃性。此外，如上所述，通过与B的复合添加并实施时效处理，由此对Mg-Al金属间化合物的大量形成作出贡献，从而不仅提高抗拉强度，而且相比于单独添加的情况更能提高耐燃性。在Y含量小于0.1％的情况下，上述的效果不充分。相反，在Y本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐燃性优异的高强度镁合金，其中，包含以重量％计2.0～13.0％的Al、0.1～0.5％的Mn、0.0015～0.025％的B、0.1～1.0％的Y、其余为Mg及不可避免的杂质，包含以体积分数计6.5％以上的Mg‑Al金属间化合物，上述Mg‑Al金属间化合物的平均粒径为20～500nm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.21 KR 10-2016-01761191.一种耐燃性优异的高强度镁合金，其中，包含以重量％计2.0～13.0％的Al、0.1～0.5％的Mn、0.0015～0.025％的B、0.1～1.0％的Y、其余为Mg及不可避免的杂质，包含以体积分数计6.5％以上的Mg-Al金属间化合物，上述Mg-Al金属间化合物的平均粒径为20～500nm。2.根据权利要求1所述的耐燃性优异的高强度镁合金，其中，上述镁合金还包含以重量％计0.5～1.5％的Zn。3.根据权利要求1所述的耐燃性优异的高强度镁合金，其中，上述镁合金还包含Al-Mn金属间化合物及Al-Y金属间化合物中的一个以上，其总和在以体积分数计5％以下。4.根据权利要求1所述的耐燃性优异的高强度镁合金，其中，上述镁合金的起火温度在700℃以上。5.根据权利要求1所述的耐燃性优异的高强度镁合金，其中，上述镁合金的硬度在70Hv以上。6.根据权利要求1所述的耐燃性优异的高强度镁合金，其中，上述镁合金的抗拉强度在130MPa以上，延伸率在3％以上。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴羽振，严炯燮，崔大焕，金相镇，
申请(专利权)人：株式会社POSCO，浦项产业科学研究院，
类型：发明
国别省市：韩国,KR