[發明專利]一種高強度鎂合金焊絲的制備方法

無效

• 申請號: 200810054925.9
• 申請日: 2008-05-05
• 公開（公告）號: CN101269449A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 王文先;劉金華;崔澤琴;張金旺;張紅霞;陳少平;許并社
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B23K35/40
• 分類號: B23K35/40;C22C23/02;C22B26/22
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司
• 代理人: 江淑蘭

1、一種高強度鎂合金焊絲的制備方法，其特征在于：使用的化學物質材料為：鎂、鋁、鋅、釔、鎂錳中間合金、鋁硅中間合金、覆蓋劑、精煉劑、涂覆劑、去離子水、石墨、細砂，其量值如下：以克、毫升為計量單位

鎂：Mg??1831.6g±1g??固態塊體

鋁：Al??68.4g±1g??固態塊體

鋅：Zn??26g±1g??固態塊體

釔：Y??12g±0.5g??固態塊體

鎂錳中間合金：Mg-Mn??60g±0.5g??固態塊體

鋁硅中間合金：Al-Si??2g±0.1g??固態塊體

精煉劑：Mg₂₀K₇Na₉Ca₇BaCl₆₃F₁₀??200g±1g??固態粉體

覆蓋劑：RJ-2?Mg₁₅K₁₄Ca₄BaCl₄₆F₈??600g±1g??固態粉體

涂覆劑：Mg₃Si₄H₂O₁₂+Na₂SiO₃+H₃BO₃+H₂O??1000ml±1ml??液體

去離子水：H₂O??2000ml±1ml??液體

石墨：C??200g±1g??固態粉體

細砂：SiO₂??5000±1g??固態粉體

制備方法如下：

(1)、精選化學物質材料

對制備所需的化學物質材料要嚴格進行精選，并進行純度、精度控制：

鎂：Mg?99.9％

鋁：Al?99.9％

鋅：Zn?99.9％

釔：Y??99.9％

鎂錳中間合金：Mg-Mn?Mg?90％?Mn?10％

鋁硅中間合金：Al-Si?Al?80％?Si?20％

精煉劑：Mg₂₀K₇Na₉Ca₇BaCl₆₃F₁₀??MgCl₂?50％??KCl?14.5％??NaCl?14.5％??CaCl₂?5.5％CaF₂?10％??BaCl₂?5.5％

覆蓋劑：RJ-2?Mg₁₅K₁₄Ca₄BaCl₄₆F₈??MgCl₂?47％??KCl?36％??CaF₂?10％??BaCl₂?7％

涂覆劑：Mg₃Si₄H₂O₁₂?10％+Na₂SiO₃?2.4％+H₃BO₃?5％+H₂O?82.6％

去離子水：H₂O?99.99％

石墨：C?99.9％

細砂：SiO₂??200目

(2)、預切制固態塊體材料

對制備使用的固態塊體材料：鎂、鋁、鋅、釔、鎂錳中間合金、鋁硅中間合金，要進行預切制，塊體尺寸為：

鎂：30×30×30mm

鋁、鋅、釔、鎂錳中間合金、鋁硅中間合金：10×10×10mm

(3)、預制澆鑄模具

模具結構：開合式

材料：不銹鋼

模芯：圓柱形，Φ50×200mm

(4)、熔煉鎂合金

①、清理熔煉爐

用吸塵器抽吸爐腔內灰塵及有害物質，使其潔凈，抽吸時間為5min±1min；

②、清理、清潔熔煉坩堝

用金屬鏟、刷清除坩堝內殘留物及有害物質；

用去離子水2000ml刷洗坩堝內腔，使腔內潔凈，并晾干；

③、刷涂坩堝內壁

配制涂覆劑：滑石粉Mg₃Si₄H₂O₁₂?100g±1g，水玻璃Na₂SiO₃?17ml±0.1ml，硼酸H₃BO₃?35ml±0.1ml，去離子水H₂O?826ml±1ml，在不銹鋼容器內攪拌均勻，成糊狀；

刷涂坩堝內壁：將涂覆劑反復刷涂，涂層厚度為0.5mm；

烘干箱烘干：將刷涂了涂覆劑的坩堝置于烘干箱中干燥，溫度200℃±5℃，時間20min±2min；

④、預熱塊體材料、覆蓋劑、精煉劑

將鎂塊、鋁塊、鋅塊、釔塊、鎂錳中間合金塊、鋁硅中間合金塊，覆蓋劑，精煉劑分別置于不銹鋼容器中，然后置于烘干箱中預熱，預熱溫度200℃±5℃，時間10min±1min；

⑤、預熱坩堝

將坩堝置于烘干箱中預熱，溫度400℃±5℃，時間30min±3min；

⑥、熔煉

在坩堝內壁均勻撒上一層覆蓋劑RJ-2?100g；

置放預熱的鎂、鋁塊體，并在塊體上部勻撒覆蓋劑RJ-2?100g；

將坩堝置于熔煉爐中；

開啟熔煉爐，使其升溫，由20℃±3℃升溫至700℃±5℃，升溫速度20℃/min，升溫時間34min±2min，恒溫保溫10min±1min；

置放中間合金：Mg-Mn、Al-Si，勻撒覆蓋劑RJ-2?100g，恒溫保溫10min±1min；

置放稀土元素：釔，溫度升至800℃±5℃，加入釔塊，并加覆蓋劑RJ-2?100g，攪拌，恒溫保溫20min±2min；

置放元素：鋅，溫度由800℃±5℃降至700℃±5℃，加入鋅塊，熔液表面勻撒覆蓋劑RJ-2?100g，恒溫保溫10min±1min；

邊熔煉，邊攪拌，并進行合金化反應，成合金熔液；

精煉：

扒去合金熔液表面熔渣，并撈出；

在合金熔液表面勻撒覆蓋劑RJ-2?100g；

在合金熔液表面加入精煉劑200g；

將溫度由700℃±5℃升至760℃±5℃，恒溫保溫20min±2min，合金熔液呈現鏡面光澤；

⑦、降溫、澆鑄

精煉后溫度由760℃±5℃降至700℃±5℃；

預熱澆鑄模具：預熱溫度200℃±5℃，時間100min±5min；

將精煉的合金熔液對準模具澆口、濾網，進行澆鑄，澆滿即可；

⑧、合金熔液在凝固、結晶過程中進行合金化反應

反應式如下：

⑨、冷卻

澆鑄完成后，將模具及其內的鑄件置于自然空氣中冷卻，冷卻至450℃±5℃；

⑩、脫模、二次冷卻

打開開合式模具，鑄錠脫模，將鑄錠整體置于干燥的細砂中，使其在自然空氣中冷卻至20℃±3℃；

(5)、切制成型

將冷卻后的鑄錠進行切制，成鎂合金錠：Φ50×200mm，表面粗糙度Ra?0.63～1.25μm；

(6)、擠壓成型鎂合金焊絲

擠壓過程在焊絲擠壓機上進行；

將鎂合金錠置于熱擠壓機的焊絲模具上部，在鎂合金錠上部為擠壓凸模，在擠壓凸模上部為壓力機，在焊絲模具的周邊側部設置電阻加熱器，焊絲模具設有四個Φ1.6×200mm的型腔；

當電阻加熱器溫度升至400℃±5℃時，壓力機施壓于擠壓凸模，擠壓凸模施壓鎂合金錠，模具型腔內加入石墨200g，鎂合金錠在凸模壓力下、在加熱狀態下，鎂合金錠進行塑性變形，由焊絲型腔擠壓出鎂合金焊絲，即Φ1.6×200mm焊絲；

旋轉鑄錠，可重復擠壓；

(7)、檢測、分析

對制備的鎂合金焊絲進行形貌、金相組織、力學性能分析；

用光學顯微鏡進行金相組織分析；

用微機控制電子萬能試驗機進行拉伸試驗，抗拉強度可達330MPa，延伸率可達25％；

(8)、儲存包裝

對制備的鎂合金焊絲要用軟質材料密封包裝，儲存于干燥潔凈環境，要防水、防潮、防氧化、防酸、鹽、堿侵蝕，儲存溫度20℃±3℃，相對濕度≤20％。