[發明專利]一種提高AZ91D鎂合金耐腐蝕性能的方法

無效

• 申請號: 200810047500.5
• 申請日: 2008-04-29
• 公開（公告）號: CN101265526A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 華林;許小芳;金亞旭;李繼高
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22F3/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 王守仁

技術領域

本發明涉及金屬材料，特別是涉及一種利用旋轉磁場與硼復合處理工藝實現提高AZ91D鎂合金耐腐蝕性能的方法。

背景技術

鎂合金是最輕的結構材料之一，具有高的比強度、比剛度、優良的減震性和鑄造性能，在航空、汽車、電子等領域獲得了廣泛的應用，并表現出強勁的發展勢頭。AZ91D鎂合金具有優異的鑄造性能和良好的室溫力學性能，是最廣泛使用的一類鎂合金，占壓鑄鎂合金用量的90％，但是，鎂及鎂合金的抗蝕能力很低，使其應用范圍受到很大限制，因此，進一步提高鎂合金的耐腐蝕性能變得越來越迫切。

加入提高鎂合金耐蝕性的合金元素，利用優化微觀組織結構以及通過改善基體腐蝕產物的微觀結構設計新的鎂合金，是提高鎂合金耐蝕性能的根本途徑，也是鎂合金實現工程應用的有效途徑。如少量的Be加入鎂合金熔體中，熔體表面形成一層氧化鈹保護膜，減少鎂的腐蝕。但是Be含量過高會引起晶粒粗化和增大熱裂傾向。還有一個嚴重問題是Be有毒，不僅對人體有害，廢渣還危害環境。有研究表明，微量硼的加入也能顯著細化鎂合金的組織和晶粒，提高其自腐蝕電位，降低鹽霧腐蝕速率，使該輕質合金耐腐蝕性能得以改善。但當硼的加入量超過0.01％時，硼與Al生成的化合物偏聚于晶界，損害鎂合金的韌性，且對α-Mg晶粒有粗化作用，并且硼細化晶粒的機制還不清楚。因此，加硼提高鎂合金的耐腐蝕性還沒得到實際應用。

旋轉磁場是利用電磁感應產生的電磁力來推動金屬有規律地運動，從而減少枝狀晶，增加等軸晶率，達到改善合金質量的目的。它是一種非接觸攪拌，既克服了機械攪拌直接接觸金屬液，造成卷入氣渣等缺陷的缺點，又克服了加入第三組元的耗材料、耗時間、成本高的缺點，備受人們關注，極具工業潛力。有報道表明，在合金凝固過程中施加旋轉磁場，能產生明顯的晶粒細化和晶粒尺寸均勻化的作用，并能減少合金元素的宏觀偏析，對中間相的生長以及分布也有一定影響。因此，本發明以旋轉磁場為外力，以硼作為合金元素，研制了具有良好耐腐蝕性能的AZ91D鎂合金。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種提高AZ91D鎂合金耐腐蝕性能的方法，該方法工藝簡單且能耗低。

本發明采用包括以下步驟的方法來提高AZ91D鎂合金耐腐蝕性能：

硼復合處理：先對AZ91D鎂合金錠進行加熱熔煉，然后在590～610℃時通入CO₂+SF₆混合氣體進行保護，繼續升溫至720～740℃時以Al-4B中間合金的形式向鎂合金液中添加硼，再攪拌均勻并保溫靜置10～30min獲得硼鎂復合液，待溫度降至680～700℃時將硼鎂復合液澆鑄到預熱為200～400℃的金屬模具中，該模具放置在旋轉磁場中；

旋轉磁場處理：硼鎂復合液澆鑄完畢后，立即通電啟動旋轉磁場，使硼鎂復合液在旋轉磁場作用下凝固，室溫下冷卻，凝固結束后關閉旋轉磁場發生裝置，脫模，即得耐腐蝕性能提高的AZ91D鎂合金。

本發明與現有技術相比具有以下的主要優點：

其一.在鎂合金熔體凝固過程中施加磁場，鎂合金晶粒明顯細化，自腐蝕電位比未加磁場時顯著提高。

其二.加入的硼資源豐富，價格低廉。

其三.由于是一種非接觸式攪拌，克服了機械攪拌直接接觸金屬液容易卷入氣渣造成組織缺陷等缺點，有利于提高產品質量。

其四.旋轉磁場發生裝置簡單，所用磁場通過異步電動機定子繞組線圈產生，操作控制方便，生產安全無危險。

其五.無污染，能耗低，生產方式靈活。

附圖說明

圖1為本發明旋轉磁場發生裝置示意圖。

其中：1.定子繞組線圈；2.墊塊；3.硼鎂復合液；4.不銹鋼模具；5.三相調壓器。

圖2為鎂合金的浸泡失重曲線。

其中：(a)原始AZ91D鎂合金的浸泡失重曲線；(b)經過旋轉磁場和B復合處理的AZ91D鎂合金的浸泡失重曲線。

圖3為鎂合金的極化曲線。

其中：(a)原始AZ91D鎂合金的極化曲線；(b)經過旋轉磁場和B復合處理的AZ91D鎂合金的極化曲線。

具體實施方式

本發明提供的提高AZ91D鎂合金耐腐蝕性能的方法，具體是采用包括以下步驟的方法：

1.硼復合處理：