本发明专利技术公开了一种镁合金的制造方法及镁合金，该制造方法首先将包含有镁元素、铝元素、锰元素、锌元素、硅元素等的合金材料置入真空感应熔炼炉的坩埚内，进行真空感应熔炼炉抽真空处理。接着对真空感应熔炼炉的坩埚进行加热，令合金材料熔融为合金汤。将合金汤倒入预置有锂元素的盛桶中，使合金汤对锂材激烈地冲刷及混合。接着，再将含锂的合金熔汤倒入铸模中冷却成锭，以形成高刚性及低密度的镁锂合金材料。本发明专利技术是于包含有镁元素、铝元素、及硅元素的合金汤中添加锂元素，使得合金熔汤于凝固成锭并挤锻成为镁锂合金材料后，在降低材料密度的同时，其整体组织均匀细致，提高镁合金的刚性强度及无甚损其延展性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种镁合金的制造方法，尤其涉及一种的镁合金的制造方法，其镁合 金添加有锂元素。
技术介绍
随着科技的发展，现今在各种产品的设计上都朝向质量轻、重环保的目标迈进，因 此，对于产品材料的开发及特性选择上，需要作相当程度的考虑。其中，又以合金材料的应 用范围最为广泛，在此以镁合金材料为例，镁金属为实用性金属中具有量轻、高制震能、及 回收性优越等优点，并且可与其它金属元素结合而形成具有高强度重量比、以及良好的耐 冲击性与耐磨性的镁合金材料。另外，镁合金材料具有吸收电磁波及吸振的特性，相较塑料材料于3C产品的应用 有更多的优点，近年来已普遍应用于3C产业的产品设计，且镁合金的比强度(抗拉强度/ 密度)为目前商业化结构用合金中的最高者，可取代车辆的部分结构，减轻重量并节省能 源耗损。因此，镁合金材料经常被使用于电子产品、航空机具、交通车辆及运动器材的制造 上。以AZ80镁合金为例，AZ80镁合金是目前已商业化的锻造型镁合金，因其具有高强 度与价格便宜等优点，因此，国内外不论是产业界或是学术界都积极从事研发AZ80锻造型 镁合金的相关工艺与应用技术。然而，AZ80镁合金仍然存在有部分问题，例如，延展性不足， 导致锻造的困难度增加、导热率及导电率不佳、焊接性不良、密度过高(1.81公克/每立方 公分(g/cm3))，导致镁合金质量过重等限制。锂材是密度最低的金属(锂的密度为0.534克/立方公分(g/cm3))，使其合金的 密度相对的降低，因而是轻量化结构元件在制作设计时的极佳侯选材料。然而，锂是非常活 泼的元素，熔点又低(锂的熔点为摄氏温度180. 54度CC ))，当受热时极易氧化和挥发，但 锂合金中所添加的合金元素的熔点，相对于锂高出甚多，故造成锂合金的熔炼异常的困难。 锂合金的传统熔炼法是采用真空感应熔炼(Vacuum Induction Melting, VIM)技术，概分成 顺向加料法和逆向加料法两种技术。锂氧化物或锂碳化物的比重与锂合金汤的比重相若，并且，混合于锂合金汤中，因 此，无法以重力法将锂氧化物及锂碳化物从锂合金汤中分离出来，并且，当氢固溶在含锂的 合金汤时将益形的安定，故锂合金汤一旦受到污染时，将极难将这些污染物排除干净。欲使 沉入坩埚底部的合金素材和熔化状态的锂完全熔合，只有靠再提升功率拉高温度和延长时 间一途，但此举非但使锂挥发更多，并使熔化状态的锂材又吸取更多的污染物，而肇致成份 失控失败。综上所述，在现有的锂合金熔炼技术中，真空感应熔炼技术由于必需先将锂材加 热至合金素材的熔解温度，并长时间的维持在此一温度以确保于稍候所加入的合金素材完 全熔解。由于锂材与合金素材之间的熔点差异极大，因此，使锂材在此高温环境下挥发，造 成锂合金中的锂材含量无法有效的掌控与锂材的浪费。并且，此现有技术是将合金素材直接加入于熔化状态的锂材中，容易使熔化状态的锂材受到合金素材表面所附着的杂质所污 染，因此，存在锂合金汤中具有污染物，进而肇致成份失控使锂合金制作失败的问题。此外，在逆向加料法熔炼技术中，由于锂材与合金素材之间的比重差异极大，因 此，当锂材加入于合金汤时，熔化后的锂材将飘浮于合金汤的最上层，由于锂材无法受到合 金汤的包覆而露出于合金汤表面，因此，使锂材受到污染的风险程度增加。并且，由于锂材 无法沉降至合金汤中，使锂材与合金汤之间无法于短时间内完全的混合均勻，而必需拉长 两者之间的熔合时间才能得到混合均勻的锂合金。因此，现有的锂合金熔炼技术都无法避免因长时间过热所衍生的污染和成份失控 等因素，使整个工艺充满变量，导致锂合金的质量无法有效提升。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种镁合金的制造方法及其镁合金，借以改良现有镁合金 的延展性不足、焊接性不良、及密度过高所导致的质量过重等问题，以及现有锂合金工艺 中，锂材于高温环境下挥发，而造成锂材的浪费及制作完成的锂合金中锂材的成份含量无 法掌控的问题，以及锂材与合金素材熔合时，容易受到杂质的污染，锂合金中含有污染物而 导致锂合金制作失败的问题。为实现上述目的，本专利技术所揭露的镁合金的制造方法，首先将包含有镁元素、铝元 素、锰元素、锌元素、硅元素等的合金材料置入真空感应熔炼炉的坩埚内，并对真空感应熔 炼炉进行抽真空处理。接着对真空感应熔炼炉的坩埚进行加热，令合金材料熔融为合金汤， 并将合金汤倒入含有惰性气体保护并预置锂元素的盛桶中。接着，将含有锂元素的合金熔 汤倒入铸模中冷却成锭，并以挤锻方式成形加工，以形成镁锂合金材料。本专利技术一实施例的镁锂合金材料包括有镁元素，其重量百分比为合金总组成的a%，84%彡96. 8% ；铝元素，其重量百分比为合金总组成的b%，2%<b%彡9% ；锂元素，其重量百分比为合金总组成的c%，l%<c%彡5. 5% ；锌元素，其重量百分比为合金总组成的d%，0. 2%彡彡；锰元素，其重量百分比为合金总组成的e%，0.001 %彡0.3% ；以及硅元素，其重量百分比为合金总组成的f%，0. 001%彡0. 2% ；其中，+b%+c% +d% +e%100%,其中，该锂元素与该铝元素进行结合反应，以于该镁锂铝合金材料内部析出一铝 锂相。而且，为实现上述目的，本专利技术提出一种镁合金，包括有镁元素，其重量百分比为合金总组成的a%，86. 2%彡93. 3% ；锂元素，其重量百分比为合金总组成的b%，6% 彡11% ；锌元素，其重量百分比为合金总组成的c%，0.彡1%;锰元素，其重量百分比为合金总组成的d%，0.001 %彡0.3% ；以及硅元素，其重量百分比为合金总组成的e%，0. 5%彡1. 5% ；其中，100%，该镁合金的制造方法包括以下步骤5将包含有该镁元素及该硅元素的一合金材料置入一真空感应熔炼炉的一坩埚 内；对该真空感应熔炼炉进行抽真空处理；对该真空感应熔炼炉的该坩埚进行加热，令该合金材料熔融为一合金汤；将该合金汤倒入含有惰性气体保护并预置一锂元素的一盛桶中，以熔融成含有该 锂元素的一合金熔汤；以及将含有该锂元素的该合金熔汤倒入一铸模中冷却成锭，并以挤锻方式成形加工， 以形成一镁锂硅合金材料；其中，该镁元素及该硅元素进行结合反应，以于该镁锂硅合金材料内部析出一硅 化镁化合物。本专利技术的镁合金的制造方法，是于包含有镁元素、铝元素、及硅元素的合金汤中添 加锂元素，使得合金熔汤于凝固成锭并挤锻成为镁锂合金材料后，在降低材料密度的同时， 其整体组织均勻细致，加上锂元素与铝元素会反应析出铝锂相，或是镁元素及硅元素反应 析出硅化镁化合物，借以提高镁合金的刚性强度及无甚损其延展性。以上的关于本
技术实现思路
的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本专利技术 的原理，并且提供本专利技术的专利申请范围更进一步的解释。附图说明图1为本专利技术一实施例的步骤流程示意图；图2为本专利技术的镁合金进行时效处理的步骤流程示意图；图3A为现有AZ80镁合金进行拉伸试验的测试曲线图；图3B为本专利技术的镁合金进行拉伸试验的测试曲线图；图4为本专利技术的镁合金与现有AZ80镁合金进行强度试验与延展试验的测试曲线 图；图5为本专利技术的镁合金与现有AZ80镁合金进行冲击试验的测试曲线图；图6A为现有LZ91镁合金的X光绕射示意图；以及图6B为本专利技术的添加有锂元素及硅本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镁合金的制造方法，其特征在于，包括以下步骤： 将包含有一镁元素及一铝元素的一合金材料置入一真空感应熔炼炉的一坩埚内； 对该真空感应熔炼炉进行抽真空处理； 对该真空感应熔炼炉的该坩埚进行加热，令该合金材料熔融为一合金汤； 将该合金汤倒入含有惰性气体保护并预置一锂元素的一盛桶中，以熔融成含有该锂元素的一合金熔汤；以及 将含有该锂元素的该合金熔汤倒入一铸模中冷却成锭，并以挤锻方式成形加工，以形成一镁锂铝合金材料，其中该镁锂铝合金材料包括有： 镁元素，其重量百分比为合金总组成的ａ％，８４％≤ａ％≤９６．８％； 铝元素，其重量百分比为合金总组成的ｂ％，２％≤ｂ％≤９％； 锂元素，其重量百分比为合金总组成的ｃ％，１％≤ｃ％≤５．５％； 锌元素，其重量百分比为合金总组成的ｄ％，０．２％≤ｄ％≤１％；锰元素，其重量百分比为合金总组成的ｅ％，０．００１％≤ｅ％≤０．３％；以及 硅元素，其重量百分比为合金总组成的ｆ％，０．００１％≤ｆ％≤０．２％； 其中，ａ％＋ｂ％＋ｃ％＋ｄ％＋ｅ％＋ｆ％≤１００％； 其中，该锂元素与该铝元素进行结合反应，以于该镁锂铝合金材料内部析出一铝锂相。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：叶明堂，戴云城，林新智，
申请(专利权)人：安立材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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