一种自行车架用镁合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自行车架用镁合金，其组分及质量百分数为：Mn：1.0~3.0％,Si:0.5~2％，Sr:0.6~1%，余量为Mg。本发明专利技术采用Si、Sr等廉价金属元素，降低了自行车架用镁合金的成本；在Mg-Mn系合金中同时加入元素Si、Sr，细化了晶粒，提高了合金的强度；Sr以中间合金Mg-20Sr的形式加入，熔化快，吸收率高，制备工艺简单，实施方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于镁合金
，特别是涉及。
技术介绍
镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、良好的铸造性能、电磁屏蔽能力以及易于再生利用等一系列独特的优点，被誉为“21世纪最具发展潜力和前途的材料”。但是镁合金的加工成型性能及耐腐蚀性能较差，这就大大限制了镁合金的应用。Mg-Mn系镁合金是变形镁合金的一种，它具有良好的耐腐蚀性能和最好的焊接性，被广泛用于飞机蒙皮、板、带、管、型材及锻件等。Mg-Mn系镁合金在现有镁合金中焊接性能是最好的，所以很适宜用于自行车架管材，但其缺点是强度不高。属于Mg-Mn系的合金有MBl和MB8两种，MB8在MBl的基础上加入了稀土 Ce，虽然提高了合金的强度，但由于稀土昂贵，所以成本很高。因此开发一种价格低廉的Mg-Mn系变形镁合金具有重要意义。目前， 在铸造镁合金中通过加Si和Ca进行强化的较多，但在变形镁合金中报道的相对较少。郑州大学的翁康荣等人在Mg-Mn系变形镁合金中添加Si、Ca元素，一定程度上提高了 Mg-Mn变形镁合金的性能，但Ca元素的加入比较困难。因此开发一种新的具有良好焊接性能及强度的Mg-Mn变形镁合金，以满足自行车架管材的需求具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种同时具有优异的焊接性能及强度的自行车架用镁合金及其制备方法。一种自行车架用镁合金，其组分及质量百分数为Μη 1. (Γ3. 0% , Si: O. 5^2%,Sr: O. 6 1%，余量为Mg。一种自行车架用镁合金的制备方法，包括如下步骤 a、坩埚加热至400 500°C，通入保护气体2 5min后加入镁锭；保护气体为SF6、C02的混合气体，SF6流量为15 20ml/min，C02流量为O. 5m3/h ； b、将炉温升至720°C，待装入的镁锭全部熔化后，加入预热的工业纯Si，将炉温升至740°C，搅拌熔融至合金中，保温30min以上；然后加入预热后的Mn块，搅拌熔融后保温30min ； C、将炉温降至730°C，加入的Mg-20Sr中间合金，保温静置10 20 min，将合金液搅拌均匀； d、将炉温调至720°C，静置15min，除去表面的氧化物，浇注到预热温度为250°C的金属型中，即得所述镁合金。作为优选，所述加入的Mg_20Sr中间合金占合金液总重量3 5%。作为优选，所述步骤C中，Mg_20Sr中间合金在加入前，先在150°C温度下预热O. 5小时。本专利技术的有益效果为I、本专利技术采用Si、Sr等廉价金属元素，降低了自行车架用镁合金的成本。2、首次在Mg-Mn系合金中同时加入元素Si、Sr，细化了晶粒，提高了合金的强度。3、Sr以中间合金Mg_20Sr的形式加入，熔化快，吸收率高，因此制备工艺简单，实施方便。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书所特别指出的结构来实现和获得。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述实施例I 以Mg-lMn-0. 5S1-0. 6Sr合金为例。制备前的准备工作 采用的金属型(指金属模具)直径为22mm。金属型需先预热以后再喷刷涂料，这样可使涂料中水分迅速蒸发，易喷刷均匀(防止涂料向下流)，获得一层紧密粘牢的涂料层。但预热温度不宜过高，否则涂料容易剥落，预热温度100°C左右。用Al (OH)3、水、偏硅酸钠配制成防氧化易脱模的氧化铝涂料，配比为3:1:200。模具内壁、扒渣及精炼工具除锈并涂上氧化招涂料。准备炉料炉料镁锭应除油、除水和表面的氧化物等脏物。中间合金预热将Mg-20Sr在150°C温度下预热O. 5小时。模具及所配炉料用电阻炉加热到250°C预热。制备方法如下 a、坩埚加热至400°C，通入SF6+C02保护气体(SF6流量为15ml/min，CO2流量为O.5m3/h) 3min后加入续徒； b、将炉温升至720°C，待装入的炉料全部熔化后，加入预热并锯成碎块的工业纯Si，将炉温升至740°C并保温30min以上，中间搅拌几次以确保Si完全熔入合金当中；然后加入锯成碎块的Mn，中间搅拌几次并保温30min ； C、将炉温降至730°C，将Mg-20Sr中间合金按炉内合金液总重量3%的比例加入合金液中，保温静置10 min，将合金液搅拌均匀； d、将炉温调至720°C，静置15min，除去表面的氧化物，浇注到预热温度为250°C的金属型中，即得所述镁合金。SEM形貌显示，加入质量分数O. 5%的Si和质量分数O. 6%Sr后，Mg2Si相部分为颗粒状、多边形状，Sr对Mg2Si相具有一定的变质效果。Mg-lMn-0. 5Si_0. 6Sr 合金的室温强度为 140Mpa。实施例2 以 Mg-2Mn_lSi-0. 8Sr 合金为例。准备过程同实施例1，具体制备步骤如下 a、坩埚加热温度为500°C，通入的保护气体2min后加入镁锭，SF6流量为20ml/min，CO2 流量为 O. 5mVh ； b、将炉温升至720°C，待装入的镁锭全部熔化后，加入预热的工业纯Si，将炉温升至7400C，搅拌熔融至合金中，保温30min以上；然后加入预热后的Mn块，搅拌熔融后保温30min ； c、将炉温降至730°C，加入占合金液总重量4%的Mg-20Sr中间合金，保温静置20min,将合金液搅拌均匀； d、将炉温调至720°C，静置15min，除去表面的氧化物，浇注到预热温度为250°C的金属型中，即得所述镁合金。SEM形貌显示，与实施例I相比，实施例2中的Si元素的含量增多，使合金中的Mg2Si相数量增多，但是由于Sr元素的含量也同时增加，使得Sr对Mg2Si相的变质效果与实施例I相差不大。Mg-2Mn_lSi-0. 8Sr 合金的室温强度为 147Mpa。 实施例3 以Mg-3Mn-2Si_lSr合金为例。准备过程同实施例1，制备方法如下 a、坩埚加热温度为450°C，通入保护气体3min后加入镁锭；保护气体SF6流量为18ml/min, CO2 流量为 O. 5m3/h b、将炉温升至720°C，待装入的镁锭全部熔化后，加入预热的工业纯Si，将炉温升至740°C，搅拌熔融至合金中，保温30min以上；然后加入预热后的Mn块，搅拌熔融后保温30min ； C、将炉温降至730°C，加入占合金液总重量5%的Mg-20Sr中间合金，保温静置15 min,将合金液搅拌均匀； d、将炉温调至720°C，静置15min，除去表面的氧化物，浇注到预热温度为250°C的金属型中，即得所述镁合金。SEM形貌显示，Mg-3Mn-2Si-lSr合金组织中的Mn相和Mg2Si相明显增多，Mg2Si相少部分为汉字状，大部分为多边形状。Mg-3Mn-2Si-lSr 合金的室温强度为 143Mpa。实施例4 以 Mg-2Mn-l. 5Si_0. 8Sr 合金为例。准备过程同实施例1，制备方法如下 a、步骤坩埚加热温度为470°C，通入保护气体3min后加入镁锭；保护气体SF6流量为16ml/min, CO2 流量为 O. 5m3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自行车架用镁合金，其特征在于：其组分及质量百分数为：Mn：1.0~3.0％,？Si:？0.5~2％，Sr:？0.6~1%，余量为Mg。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，
申请(专利权)人：河南誉金技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：