[發(fā)明專利]一種稀土阻燃鎂合金及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910070113.8
• 申請日: 2009-08-11
• 公開（公告）號: CN101629261A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙維民;廖波;李永艷;史中方;丁儉;李海鵬;王志峰;蔚成全;黃春瑛
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22C1/03
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 胡安朋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的技術(shù)方案涉及稀土金屬作次主要成分的鎂基合金，具體地說是一種稀土阻燃鎂合金及其制備方法。

背景技術(shù)

Mg在周期表中的位置處于堿性金屬的范圍，其核外電子屬較少，這決定了Mg具有很強的化學(xué)活性。Mg很容易與具有氧化性的介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而使得以Mg為主的產(chǎn)品和構(gòu)件在應(yīng)用中受到了極大的限制。然而，Mg具有一些其他金屬所不具備的優(yōu)良特性：質(zhì)輕、高比強度和高比剛度、優(yōu)良的抗磁性和減震性、良好的切屑加工性和易回收等特性，所以鎂合金在航空、交通和電子等領(lǐng)域具有不可替代的優(yōu)勢。

針對于鎂及鎂合金易氧化燃燒的缺點，截至目前，國內(nèi)外科研工作者先后研究過多種阻燃鎂合金的制備方法。這些方法大致分為：熔劑覆蓋法、氣體保護法和合金化阻燃法。此三種方法在起到提高鎂合金阻燃作用的同時，帶來了一些不可避免的副作用。熔劑覆蓋法中的熔劑多采用氯鹽或氯鹽的混合物，在熔煉鎂合金的過程中，由于氯鹽的密度大，加入的氯鹽會不斷地沉到底部，需要不停的加入，這無疑造成了更多夾雜物的卷入，另外，氯鹽是有毒的，對于人身健康與安全造成威脅；氣體保護法雖然解決了操作上的復(fù)雜性，但是所用氣體為稀有氣體或者含S的一些混合氣體，稀有氣體成本高而且稀少，不適于廣泛推廣使用，而含S的氣體會產(chǎn)生一些有毒的氣體或者具有超強溫室效應(yīng)的氣體，與全球提出的安全型、環(huán)保型生產(chǎn)產(chǎn)生沖突；合金化阻燃法是目前較為理想的阻燃鎂合金的制備方法，然而在所有的阻燃元素中，單就提高阻燃性來說，Be和Ca的效果最佳，但是Be為有毒物質(zhì)，而鈣的加入使得鎂合金的力學(xué)性能大大降低。另外，除了上述三種常見的阻燃鎂合金的制備方法之外，還有一種是制造設(shè)備的更新。國外已經(jīng)開發(fā)出了真空熔煉鎂合金的大型設(shè)備，但是其前期資金投入巨大，由于我國冶金設(shè)備技術(shù)和企業(yè)模式的限制，這種方法在國內(nèi)還不能得以應(yīng)用。

我國是稀土資源大國，為此我國的研究者們越來越重視并不斷研發(fā)稀土對于金屬材料的特殊作用，稀土不僅能凈化金屬液，除渣排氣，而且還能優(yōu)化材料的性能。為了使Mg這種具有優(yōu)良特性的材料獲得更大的利用價值，我國的研究者們對于稀土在鎂合金中的作用也進行了積極的研發(fā)。

CN101376938公開了一種新型阻燃高強耐熱鎂合金及其制備方法，是將Al-Ca中間合金、Al-RE中間合金和Al-Sr中間合金加入到熔融的鎂合金AZ91D中；CN1400328披露了強韌阻燃鎂合金，其組分包括Al、Zn、Mn、RE和Mg；CN1540016報道的鑄造阻燃鎂合金，其組分為Al、Zn、Mn、RE、Be和Mg。上述專利文獻中的RE為混合稀土元素。可見現(xiàn)有公開的稀土類阻燃鎂合金的組成都是以常用鎂合金Mg-Al系和Mg-Zn系合金為基體然后加入多種混合稀土元素的中間合金及其他中間合金，由此也導(dǎo)致現(xiàn)有公開的稀土類阻燃鎂合金的制備方法在熔煉制備過程中不可避免地會卷入一些雜質(zhì)，并且其制得的阻燃鎂合金的耐熱性即燃點還有待進一步提高。

CN200910069793.1阻燃泡沫鎂合金及其制備方法所公開的是采用熔體發(fā)泡兩步法工藝制得鎂釔鏑三元合金為基體材料的阻燃泡沫鎂合金產(chǎn)品，其制備工藝和制得的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能與非泡沫狀的阻燃鎂合金有本質(zhì)的區(qū)別。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種稀土阻燃鎂合金及其制備方法，其是以純鎂為基體，將其和Mg-Y和Mg-Dy中間合金同時加入，使其一起熔化的方式所制得的鎂釔鏑三元阻燃鎂合金，其組成的原子百分比是：Mg_96.0～98.19Y_0.31～0.5Dy_1.5～3.5。該方法克服了現(xiàn)有公開的稀土類阻燃鎂合金的制備方法在熔煉制備過程中不可避免地會卷入一些雜質(zhì)的缺點，并且其制得的阻燃鎂合金的耐熱性即燃點得到進一步提高。

本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種稀土阻燃鎂合金，是鎂釔鏑三元阻燃鎂合金，其組成元素的原子百分比是Mg_96.0～98.19Y_0.31～0.5Dy_1.5～3.5。

上述一種稀土阻燃鎂合金的制備方法，其步驟是：

第一步，配料

按組成元素的質(zhì)量百分比為Mg∶Y∶Dy＝96.0～98.19∶0.31～0.5∶1.5～3.5稱取純鎂、Mg-Y中間合金和Mg-Dy中間合金原料，其中，Mg-Y中間合金含Y的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為29.05％其余是Mg，Mg-Dy中間合金含Dy的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為29.025％其余是Mg；

第二步，稀土阻燃鎂合金的熔煉