常温用镁合金及其制造方法技术

本发明专利技术涉及常温用镁类合金，向镁或镁合金的金属溶液表面添加CaO之后，通过上述金属溶液和所添加的上述CaO的还原反应烧尽上述CaO，以使合金的常温机械物性(拉伸强度、屈服强度、延伸率)大于添加CaO之前的镁合金的常温机械物性，与此同时，随CaO的添加量的增加，合金的常温机械物性也增加。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及常温用高强度/高延伸率镁合金及其制造方法。
技术介绍
目前，工业上广泛使用Mg-Al类合金。若在Mg合金中添加Al，则因Al所引起的高溶强化及因β的形成所引起的粒界强化，Mg合金的强度变大，熔点变低，流动性变大，从而变得更适合压铸。但因为脆性大的β相的增加，将降低其柔软性。若要将镁合金用于汽车部件等，则不能在受到冲击时立即断裂，而需吸收冲击能量保持原状，从而在常温下需要高的柔软性。而且，随柔软性的增加，也可确保加工性及产品成型性能。因此，为了确保强度和铸造性，需要开发一种Mg-Al类合金，其在维持高水平的Al 添加比率的同时，具备高水平的柔软性。柔软性的提高，一般会牺牲强度。若柔软性的提高导致强度的降低，则将会限制合金的应用范围，因此，难以达到合金商用化的目的。因此，需同时考虑柔软性和强度。若要提高Mg-Al合金的柔软性，则需添加与Mg 或Al的反应性强的元素，从而形成新的相，以抑制脆性大的β相。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，其向镁或镁合金的金属溶液添加碱土金属氧化物(尤其是氧化钙)，以制造镁合金。另外，本专利技术的另一目的在于提供一种，其向镁合金添加碱土金属氧化物，即CaO，以减少氧化物、夹杂物、气孔等，提高铸件的内部完整性，从而同时提高其柔软性及强度。本专利技术的目的不受如上所述目的的限制，而对于本领域的普通技术人员而言，未提及的其他技术目的从下面的说明中变得显而易见。为达到上述目的，本专利技术的常温用镁合金制造方法，包括如下步骤熔解镁或镁合金；向熔解有上述镁或镁合金的金属溶液表面添加0. 05重量％ 1. 2重量％的CaO ；通过表面搅拌烧尽CaO，以通过上述金属溶液和所添加的上述CaO的充分反应，使CaO基本上不残留于反应物中；及使上述去除氧成分的Ca充分反应，从而使其基本上不残留于上述镁或镁合金中。具体而言，上述所添加的CaO量为0. 2重量％至0. 9重量％，而较佳地，上述所添加的CaO量为0. 3重量％至0. 7重量％。因添加上述CaO所生成的化合物有Mg2Ca或Al2Ca或(Mg、Al)2Ca中的至少一种。 为达到上述目的，本专利技术的常温用镁合金，其特征在于向镁或镁合金的金属溶液添加0. 05重量％ 1. 2重量％的CaO之后，通过上述金属溶液和所添加的上述CaO的还原反应，烧尽上述CaO的一部分或全部，以使Ca和上述镁类合金中的Mg元素或构成合金的其他元素结合生成化合物，从而使合金的常温机械物性大于添加CaO之前的镁或镁合金的常温机械物性。3具体而言，上述常温机械物性是指常温屈服强度、常温拉伸强度或常温延伸率中的一种。随上述CaO的添加量的增加，合金的常温机械物性增加；随上述CaO的添加量的增加，合金的常温屈服强度或常温拉伸强度和常温延伸率同时增加。上述所添加的CaO量为0. 2重量％至0. 9重量％，而较佳地，上述所添加的CaO量为0. 3重量％至0. 7重量％ ；而因添加上述CaO所生成的化合物有Mg2Ca或Al2Ca或(Mg、 AD2Ca中的至少一种。如上所述，本专利技术向商用镁合金中添加CaO，从而使镁合金的组织变细并形成 Al2Ca相等。另外，抑制了脆性大的β-M^7Al12相的形成，大幅减少了铸造缺陷。结果，通过添加CaO，同时提高镁合金的强度和柔软性。附图说明图1为本专利技术镁类合金制造方法顺序图；图2为在本专利技术中，添加于镁金属溶液中的氧化钙(CaO)的解离顺序图；图3为在本专利技术中，通过对镁金属溶液上部层的搅拌使氧化钙(CaO)解离的模式图；图如为作为比较例利用AZ91D的压铸产品微细构造照片；图4b和如为在本专利技术中，在AZ9ID中添加0. 3重量％和0. 7重量％的CaO制造而成的Mg合金的压铸产品微细构造照片；图fe至图5d为根据本专利技术镁类合金制造方法制造而成的镁合金的EDS实验结果照片；图6a至图6d为根据本专利技术制造而成的镁合金的拉伸试片破损面SEM图像照片；图7为在本专利技术中，为了与不使用CaO的镁合金的常温屈服强度进行比较，以不同 CaO添加量制造而成的镁合金的常温屈服强度测量图表；图8为在本专利技术中，为了与不使用CaO的镁合金的常温拉伸强度进行比较，以不同 CaO添加量制造而成的镁合金的常温拉伸强度测量图表；图9为在本专利技术中，为了与不使用CaO的镁合金的常温延伸率进行比较，以不同 CaO添加量制造而成的镁合金的常温延伸率测量图表；图10为在本专利技术中，比较以不同CaO添加量制造而成的镁合金的常温延伸率和常温屈服强度和不使用CaO的镁合金的常温延伸率和常温屈服强度的图表；图11为比较在AZ91D中添加0. 3重量％和0. 7重量％的CaO制造而成的Mg合金和未添加CaO的AZ91D Mg合金的常温硬度的图表；图12为比较在AZ91D中添加0. 3重量％和0. 7重量％的CaO制造而成的Mg合金和未添加CaO的AZ91D Mg合金的常温屈服强度的图表；图13为比较在AZ91D中添加0. 3重量％和0. 7重量％的CaO制造而成的Mg合金和未添加CaO的AZ91D Mg合金的常温拉伸强度的图表；图14为比较在AZ91D中添加0. 3重量％和0. 7重量％的CaO制造而成的Mg合金和未添加CaO的AZ91D Mg合金的常温延伸率的图表；图15为表示在AZ91D中添加0. 3重量％和0. 7重量％的CaO制造而成的Mg合金和未添加CaO的AZ91D Mg合金的常温延伸率和常温屈服强度关系的图表。 具体实施例方式下面，结合附图对本专利技术较佳实施例进行详细说明。在附图中，在任何地方对相同的结构尽量使用相同的标记。另外，省略对有可能给本专利技术的技术思想带来混淆的已公开功能及结构的说明。本专利技术涉及将氧化钙添加于镁金属溶液而制造新合金的方法及利用上述方法制造而成的合金，而所要解决的技术课题是将上述钙添加于镁时的问题并克服物性的限制。图1为本专利技术镁类合金制造方法顺序图。如图1所示，本专利技术镁合金制造方法，包括如下步骤形成镁类金属溶液Sl ；添加碱土金属氧化物(在本专利技术中为氧化钙Ca0)S2 ；搅拌S3 ；烧尽碱土金属氧化物S4 ；进行碱土金属反应(在本专利技术中为钙Ca) S5 ；铸造S6 ；及固化S7。上述烧尽碱土金属氧化物的步骤S4和上述进行碱土金属反应的步骤S5，虽然为了说明的便利而分为单独的步骤，但两个工序S4、S5几乎同时发生。S卩，若在S4步骤中开始供应碱土金属，则开始S5步骤。在上述形成镁类金属溶液的步骤Si，在将镁或镁合金投入熔炉之后，在保护气体气氛下提供400°C至800°C的温度。则上述熔炉内的镁合金经熔解成为镁类金属溶液。镁或镁合金的熔解温度在本专利技术中，镁或镁合金的熔解温度是指纯镁金属熔解的温度和镁合金熔解的温度。根据合金种类的不同，熔解温度有可能存在差异。为进行充分的反应，在镁或镁合金完全被熔解的状态下投入氧化钙。镁或镁合金的熔解温度，只要是能使固态充分熔解成完全的液态的温度即可。但在本专利技术中，考虑到氧化钙的投入会降低金属溶液的温度，需在有充分余量的温度范围内维持金属溶液的作业。在此，若温度低于400°C，则难以形成镁合金金属溶液，而若温度高于800°C，则存在可使镁类金属溶液燃烧的危险。另外，虽然在上述镁的情况下，大致在600°C以上的温度形成金属溶液，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种常温用镁合金制造方法，其特征在于，包括如下步骤：熔解镁或镁合金；向熔解有上述镁或镁合金的金属溶液表面添加０．０５重量％～１．２重量％的ＣａＯ；通过表面搅拌烧尽ＣａＯ，以通过上述金属溶液和所添加的上述ＣａＯ的充分反应，使ＣａＯ基本上不残留于反应物中；及使上述去除氧成分的Ｃａ充分反应，从而使其基本上不残留于上述镁或镁合金中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金世侊，徐祯皓，
申请(专利权)人：韩国生产技术研究院，
类型：发明
国别省市：KR