一种高延伸率镁合金及其生产工艺制造技术

本申请涉及金属材料及冶金技术领域，具体公开了一种高延伸率镁合金及其生产工艺；其中，一种高延伸率镁合金，包括如下重量百分的化学成分：Al 3.5%

【技术实现步骤摘要】
一种高延伸率镁合金及其生产工艺


[0001]本申请涉及金属材料及冶金
，更具体地说，它涉及一种高延伸率镁合金及其生产工艺。

技术介绍

[0002]镁合金是继钢、铁、铝之后的第四大工程材料，因其具有质量轻，比强度高，导热性好，屏蔽性有出色，良好的抗冲击和抗压缩性能以及其机械加工性能强，压铸成型率好，产品100％回收利用等诸多优点，被广泛应用于汽车、航天、3C电子等领域，且由于镁合金的塑性越好，其锻造性能越好，压力成形加工性能越好，结构件安全应用性能越好。但是，目前市场上的镁合金产品已无法满足越来越多的各行业各领域多元化的需求，面对新的应用领域对镁合金产品理化性能的各项需求，必须研发新的镁合金材料来满足多元化市场的需求。
[0003]相关技术中，镁合金断后延伸率较高的AM50A镁合金的机械性能为：抗拉强度200MPa，屈服强度110MPa，断后延伸率10％，难以满足汽车应用领域某些承重件或结构件对断后延伸率的要求。

技术实现思路

[0004]为了提高镁合金的延伸率，本申请提供了一种高延伸率镁合金及其生产工艺。
[0005]第一方面，本申请提供一种高延伸率镁合金，其采用如下技术方案：一种高延伸率镁合金，包括如下重量百分含量的元素：Al 3.5％
‑
4.5％、Mn 0.35％
‑
0.45％、Zn0.05％
‑
0.2％、Si≤0.05％、Ca 0.05
‑
0.1％、Cu≤0.005％、Ni≤0.0010％、Fe≤0.0040％、Be≤0.0005
‑
0.0015％、镁余量。
[0006]本申请镁合金成分可选用Al 3.5％
‑
4.5％、Mn 0.35％
‑
0.45％、Zn 0.05％
‑
0.2％、Si≤0.05％、Ca 0.05
‑
0.1％、Cu≤0.005％、Ni≤0.0010％、Fe≤0.0040％、Be≤0.0005
‑
0.0015％、镁余量，各自范围内的任一值，且能提高镁合金的延伸率。
[0007]通过采用上述技术方案，控制镁合金的重量百分比成分含量，即Al 3.5％
‑
4.5％、Mn0.35％
‑
0.45％、Zn 0.05％
‑
0.2％、Si≤0.05％、Ca 0.05
‑
0.1％、Cu≤0.005％、Ni≤0.0010％、Fe≤0.0040％、Be≤0.0005
‑
0.0015％、镁余量；铝(Al)：Al在Mg中起固溶强化和时效强化作用，Al作为镁合金中最主要的合金元素，与Mg能形成有限固溶体(共晶温度下的饱和溶解度为12.7wt.％)。随着温度下降，过饱和固溶体中析出弥散、平衡的Mg
17
Al
12
相，提高Mg
‑
Al合金的强度，Mg17Al
12
相随含Al量增加而增多。Al在提高合金强度和硬度的同时，也能拓宽凝固区，改善铸造性能。
[0008]锌(Zn)：Zn是一种镁合金的有效合金化元素，在Mg中固溶度较大，且随着温度的降低而逐渐减小，因此可以使镁合金产生固溶强化和时效强化；Zn能增加流体的流动性，从而改善铸件品质。
[0009]铍(Be)：微量的铍能减少元素的氧化损失；改善镁的清洁、流动性、耐腐蚀性；改善合金的组织结构，细化晶粒，增加强度，提高镁合金的塑性，提高镁合金的延伸率。
[0010]硅(Si)：Si不固溶于Mg，可形成化合物Mg2Si，是有效的强化相；Si还可以和合金中的其他合金元素形成稳定的硅化物，改变合金的蠕变性能；Si同时也是一种弱的晶粒细化剂，可以细化晶粒，提高镁合金的塑性，提高镁合金的延伸率。
[0011]钙(Ca)：加入Ca可以减轻金属熔体和铸件热处理过程中的氧化、细化合金晶粒，提高镁合金蠕变抗力及延伸率，改善镁合金的冶金质量。
[0012]锰(Mn)：在镁合金中添加锰，能稍微提高合金屈服强度，去除铁及其它重金属元素，避免生成有害的晶间化合物来提高Mg
‑
Al合金和Mg
‑
Al
‑
Zn合金的抗腐蚀能力。此外，Mn还可以细化晶粒，提高合金的焊接性能。
[0013]铜(Cu)：铜是影响镁合金抗蚀性的元素，添加量不小于0.05％时，显著降低镁合金抗蚀性，但能提高合金的高温强度。
[0014]镍(Ni)、铁(Fe)影响镁合金抗蚀性元素，是有害的杂质元素。
[0015]作为优选：一种高延伸率镁合金，Al 3.8％，Mn 0.33％，Zn 0.1％，Si 0.03％，Ca0.08％，Cu 0.003％，Ni 0.0008％，Fe 0.001％，Be 0.0008％，镁余量。
[0016]本申请的高延伸率镁合金，包括如下重量百分比成分Al 3.8％，Mn 0.33％，Zn 0.1％，Si 0.03％，Ca 0.08％，Cu 0.003％，Ni 0.0008％，Fe 0.001％，Be 0.0008％，镁余量时，效果最佳。
[0017]第二方面，本申请提供一种上述任一项高延伸率镁合金的的生产工艺。
[0018]一种高延伸率镁合金的生产工艺，包括如下步骤：S1：将各成分原料按成分配比配料，预热120
‑
150℃；S2：先加入镁和铝原料开始第一次精炼，然后再加入250
‑
300kg精炼剂熔化并助融；S3：加热温度在700
‑
750℃时，加入锰和锌原料，进行第二次精炼；S4：静置15
‑
25分钟后转炉浇铸生产；S5：对镁合金锭进行成品取样复检，质量检验合格后入库。
[0019]本申请步骤S2中的精炼剂包括如下重量百分含量的原料：氯化镁38％，氯化钠25％，氯化钾15％，氟化钙4％，轻质碳酸镁5.8％，氯化钙增稠剂6.2％，稀土溴化物3％、纳米氧化锆1.5％和纳米二氧化钛1.5％。
[0020]其中，加入氯化镁(MgCl2)，能在高温下与O2、H2O等反应，生成HCl、H2气体，气体在镁液表面形成保护层，阻缓了镁液的氧化，具有较佳的覆盖作用。高温下液态MgCl2对MgO、Mg3N2等夹杂物具有较好的润湿能力，并且能与MgO形成MgCl2·
5MgO复合化合物，因此有较强的去除氧化夹杂的能力。
[0021]加入氯化钾(KCl)，KCl是精炼剂的基本组元，可以提高精炼剂的稳定性。同时KCl能够明显降低MgCl2的粘度、熔点和表面张力，使精炼剂易于延展扩散，有利于在镁液表面生成保护壳，保护镁液不受高温氧化和燃烧，保障了镁液的纯净度。
[0022]加入氯化钠(NaCl)，NaCl与MgCl2、KCl构成MgCl2‑
KCl
‑
NaCl三元系，NaCl可以提高精炼剂的密度，并用来调整精炼剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高延伸率镁合金，其特征在于，包括如下重量百分含量的元素：Al 3.5%
‑
4.5%、Mn 0.35%
‑
0.45%、Zn 0.05%
‑
0.2%、Si ≤0.05%、Ca 0.05
‑
0.1%、Cu ≤0.005%、Ni ≤0.0010%、Fe ≤0.0040%、Be ≤0.0005
‑
0.0015%、镁余量。2.根据权利要求1所述的一种高延伸率镁合金，其特征在于，包括如下重量百分含量的化学成分：Al 3.8%，Mn 0.38%，Zn 0.1%，Si 0.03%，Ca 0.08%，Cu 0.003%，Ni 0.0008%，Fe 0.001%，Be 0.0008%，镁余量。3.权利要求1
‑
2所述的高延伸率镁合金的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1：将各成分原料按成分配比配料，预热120
‑
150℃；S2：先加入镁和铝原料开始第一次精炼，然后再加入250
‑
300kg精炼剂熔化并助融；S3：加热温度在700
‑
750℃时，加入锰和锌及其剩余原料，进行第二次精炼；S4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国峰，梅其民，
申请(专利权)人：五台云海镁业有限公司，
类型：发明
国别省市：