本发明专利技术涉及一种铸造镁合金的方法，所述镁合金包含：１０．００重量％－１３００重量％的铝，０．００重量％－１０．００重量％的锌；以及５．００重量％－１３．００重量％的铝，１０．００重量％－２２．００重量％的锌；该合金还包含：０．１０重量％－０．５重量％的锰，并且余量是镁和不可避免的杂质，其杂质总量低于０．１重量％，其中，在温度被控制于１５０℃－３４０℃的铸模中铸造该合金；在以下时间内填充铸模，该时间用毫秒表示，并且等于２至３００之间的某一数值乘以用毫米表示的部件平均厚度的乘积；在铸造期间将静态金属压力保持为２０ＭＰａ－７０ＭＰａ，并且随后可将其增加到１８０ＭＰａ。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铸造方法和合金成分的结合本专利技术涉及一种铸造镁合金的方法，该镁合金包含铝、锌和锰， 并且余量为镁和不可避免的杂质，其杂质总量低于给定的重量％。镁基合金在汽车工业中被广泛用作铸件，并且在3C部件(3C:计算机、照相机和通信)中也越来越重要。镁基合金铸件可通过常规 的铸造方法制造，所述方法包括压铸法、砂型铸造法、金属型和半金 属型铸造法、石膏型铸造法和熔模铸造法。镁基合金表现出许多特别有利的性质，这些性质促使汽车工业对镁基合金铸件的需求增加。这些性质包括低密度、高的强度-重 量比、优良的铸造性能、良好的机械加工性以及优良的阻尼特性。最常见的压铸镁合金是(例如)Mn含量小于0.5%的Mg-Al合金或 Mg-Al-Zn合金，其主要为Mg-9免Al-l免Zn(命名为AZ91 ) 、 Mg-6%A1 (AM60)禾卩Mg-5%A1 (AM50)。专利文献WO 2006/000022 Al中描述了这样一种镁基合金，其 含有锌、铝、钙和/或铍或可有可无的锰，其中提供该合金是为了改 善铸镁部件的表面光洁度。然而，该WO专利文献没有具体涉及合 金的铸造性。本专利技术是为了提供一种成本相对较低的镁基合金，并且该镁基 合金具有改善的表面光洁度和改善的铸造性。本专利技术的特征在于这样一种合金，该合金含有10.00重量％-13.00重量％的铝，0.00重量％-10.00重量％的锌；以及5.00重量％-13.00重量％的铝，10.00重量％-22.00重量％的锌；该合金还包含0.10重量％-0.5重量％的锰， 并且余量是镁和不可避免的杂质，其中杂质总量低于O.l重量％，由此，■在温度被控制于15(TC-34(TC的铸模中铸造该合金，■在以下时间内填充铸模，该时间用毫秒表示，并且等于2至300之间的某一数值乘以用毫米表示的部件平均厚度的乘积，■在铸造期间将静态金属压力保持为20MPa-70MPa，并且随后可将其增加到180 MPa，如所附的独立权利要求l所限定。 从属权利要求2-11限定了本专利技术的优选实施方案。 通过利用如上文所述的规定的Mg-Al-Zn合金和特定的铸造方法的组合，可以制造出具有优异的表面光洁度、合理的可锻性以及可接受的机械特性和抗腐蚀性的产品。优选的是，铝含量为5.00重量％-13.00重量％。如果A1含量少于10.00%，则Zn含量被限制为10.00重量％-22.00重量％。 Zn含量较低会产生铸造性和表面光洁度的较差组合。如果Al含量超过10.00%，则Zn的含量范围可被扩展到0.00%-22.00%，而仍然获得令人满意的铸造性和表面光洁度。对于要求满足最低可锻性的应用来说，以这样的方式选择合金的组成，S卩，使得铝含量为10.00重量％-12.00重量％，并且Zn含量为0.00%-4.00重量％。如果合金的组成是铝含量为6.00重量％-12.00重量％，并且Zn含量为10.00重量％-22.00重量％，则可以制得具有均衡的铸造性和表面光洁度的合金。这些合金表现出铸造温度低的优点。下文通过实施例、并参照附图对本专利技术进一步进行描述，其中附图说明图1A、 B分别示意性地示出冷室压铸机和热室压铸机。 图2是示出铸镁合金的凝固速度和显微组织(晶粒尺寸和二次 枝晶臂间距(secondary dendrite arm spacing))的关系的图。 图3是示出Mg合金的晶粒尺寸与可锻性的关系的图。 图4是示出Mg合金的晶粒尺寸与拉伸屈服强度的关系的图。 图5示出得自现有技术文献的图表，所述文献为G. SFoerster， "New developments in magnesium die casting"(镁压铸工艺的新进展)，IMA proceedings, 1976年，第35-39页，该文献的作者将组成范围分成可铸造区域、脆性区域和热裂区域。图6示出具有液相等温线的Mg-Al-Zn相图的富Mg角。图7示出三种不同的Mg合金的固体分数(用重量％表示，在水平轴上)与温度rc，在垂直轴上)的关系的图。图8-10示出利用三种不同的铸模铸造出的三种不同的Mg合金部件。图11是以示图的方式将采用图8的盒式铸模(box die)时的铸 造缺陷(裂缝和缺陷筋条的平均值)绘制为缺陷等量线(line of equal number of defects)的图，其中，Zn含量沿x轴绘制，Al含量沿y 轴绘制。图12是以示图的方式将采用图8的盒式铸模时的以1-5级表示 的表面光洁度绘制为等级别线的图，其中，Zn含量沿x轴绘制，Al 含量沿y轴绘制。图13是z轴表示拉伸强度(用MPa表示)、而x轴和y轴分别 表示Al含量和Zn含量的图，在该图中，可锻性以等伸长百分率线 来表示。图14是示出以重量损失计的腐蚀速率的图，该重量损失被表示 为等腐蚀速率(mg/cm々天)线，其中，Zn含量沿y轴绘制，Al含量 沿x轴绘制。在图IA和IB中，分别示意性地示出冷室压铸机和热室压铸机， 各压铸机具有分别设置有液压夹紧系统11、 21的铸模10、 20。通过分别设置有活塞13、 23的压射缸12、 22将熔融的金属引 入铸模内。在图1A所示的冷室系统内，需要具有用于将金属计量供 入水平压射缸内的辅助系统。然而，如图1B所示，热室压铸机采用 直接位于熔融的合金内的垂直活塞系统12、 23。为了获得具有优异性能的Mg-Al-Zn合金，必须在非常快的冷却 条件下铸造合金。高压压铸工艺就是这样的情况。钢模10、 20分别 配置有油(或水)冷系统，以将铸模温度控制在20(TC-30(TC。要得 到高质量的合金，前提是充模时间短，以避免填充过程中金属凝固。建议充模时间处于1(^秒X平均厚度(mm)的数量级。这可通过驱 使合金高速(其通常是30米/秒-300米/秒)通过浇口而获得。使用 直径足够大、且速度最高达到10米/秒的柱塞来使压射缸内获得期 望的体积流量，以达到填充时间短的需要。通常使用的静态金属压力 是20MPa-70MPa，随后可以将压力增加到180 MPa，对于壁较厚的 铸件尤其是如此。在采用这种铸造方法的情况下，根据被铸造部件的 厚度，结果，部件的冷却速率通常为1(TC/秒-100(TC/秒。在图2中示出铸造合金的凝固速度和显微组织之间的关系。在 水平轴上示出以'C/秒表示的凝固速度，左手边的垂直刻度示出二次 枝晶臂间距(以pm表示)，而右手边的垂直刻度示出晶粒直径(以 Hm表示)。线30表示所获得的晶粒尺寸，而线31是获得的二次枝 晶臂间距的值。在进行压铸的情况下，通过冷却速率来实现晶粒细化。如上文 所述，通常达到的冷却速率为1(TC/秒-100(TC/秒。这通常使得晶粒 尺寸为5 |im-100 |um。众所周知，细小的晶粒尺寸对合金的可锻性是有利的。在附图3 中示出了这种关系，该图中示出晶粒尺寸和相对伸长率之间的关系。 在水平轴上示出平均晶粒尺寸(以pm表示)，而垂直轴示出相对伸 长率(以％表示)。在图中示出两种不同的组成， 一种是纯镁(线35) ，另一种是命名为AZ91 (Mg-9%A1， l%Zn)的Mg合金(线36) 。众所周知，细小的晶粒尺寸对合金的拉伸屈服强度是有利的。 这种关系(Hall-Petch)在附图4中示出。在水平轴上示出晶粒直本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铸造镁合金的方法，所述镁合金含有： １０．００重量％－１３．００重量％的铝， ０．００重量％－１０．００重量％的锌；以及 ５．００重量％－１３．００重量％的铝， １０．００重量％－２２．００重量％的锌； 该 镁合金还包含： ０．１０重量％－０．５重量％的锰， 并且余量是镁和不可避免的杂质，该杂质的总量低于０．１重量％，其中， ■在温度被控制于１５０℃－３４０℃的铸模中铸造该合金， ■在以下时间内填充该铸模，所述时间用毫秒 表示，并且等于２至３００之间的某一数值乘以用毫米表示的部件平均厚度的乘积， ■在铸造期间将静态金属压力保持为２０ＭＰａ－７０ＭＰａ，并且随后可将其增加到１８０ＭＰａ。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：哈康韦斯滕根，佩尔巴克，阿曼达鲍尔斯，
申请(专利权)人：镁工泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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