[發明專利]耐蝕鎂合金

有效

• 申請號: 200910248686.5
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN102108465A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 董俊華;胥珊娜;柯偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及耐蝕鎂合金，屬于金屬材料類領域。

背景技術

鎂合金是實用金屬中最輕的金屬材料，開發利用鎂合金產品是當今世界發展的潮流，已從航空航天業轉向汽車、電子信息、民用家電等領域，具有廣闊的應用前景和開發潛力。鎂合金具有一系列的優點，如具有高的比強度和比剛度，強度接近鋁合金，但密度僅為鋁合金的2/3，鋼的1/4；其彈性模量遠大于比強度極高的纖維增強塑料，與高強度鋁合金和合金鋼大致相同，而且可100％回收，符合環保法；具有很好的阻尼性能和優良的切削加工性能，其熱導率僅次于鋁合金且無磁性；尺寸穩定性高，收縮率小，不易因環境溫度變化而改變。但鎂合金也存在許多缺點，如在熔煉時容易燃燒，室溫塑性差，力學性能較低，不耐腐蝕等，這些在很大程度上限制了鎂合金的推廣應用。

通過添加合金元素來改變鎂合金中的相結構及各相自腐蝕電位，從而提高鎂合金的耐蝕性，是解決鎂合金耐蝕性差的重要途徑，也是最本質的方法。通過合金化來開發耐蝕鎂合金，使其能廣泛應用于汽車、電子等民用工業，對我國的鎂合金產業具有重大的現實意義。

發明內容

為改進AZ31合金的性能缺點，本發明提供一種含鎘的耐蝕鎂合金，解決現有技術中存在的熔煉時容易燃燒、室溫塑性差、力學性能較低、不耐腐蝕等問題。在AZ31的基礎上，通過加入一定量鎘進行合金化、改性化處理，使鎂合金的耐蝕性能得到明顯提高，符合輕合金材料的發展方向，滿足對未來工業對鎂合金的需要。

本發明的技術方案是：

一種耐蝕鎂合金，其組成成分和質量百分比為：AZ31-鎘鎂合金(Al?2.7～3.2％，Zn?0.5～0.9％，Mn?0.2～0.4％，Cd?0.3～3.0％，雜質元素Fe≤0.02％，Cu≤0.002％，Si≤0.01％，Ni≤0.002％，余量為鎂)。

所述Cd含量可以為1.0～2.1％；

所述Cd含量可以為0.7～1.6％；

所述Cd含量可以為1.4～3.0％。

本發明提供的含鎘的耐蝕鎂合金的制備方法，選用AZ31基合金及純鎘錠作為原材料，步驟和條件如下：

按配比稱量材料，將基合金預熱到200℃后，放入到預熱溫度為300℃的低碳鋼坩鍋中熔化，并通入SF₆-CO₂保護氣體(SF₆∶CO₂體積比為1∶100)，待鎂合金完全熔化、熔體溫度達到730～740℃時加入鎘錠，鎘錠預先加熱到200℃，然后連續攪拌，并通入SF₆-CO₂保護氣體，直至合金完全熔化，當溫度達到710℃靜置20分鐘，并在700℃時進行澆注，最終得到含鎘的耐蝕鎂合金。

本發明的設計思想如下：

由于鎘析氫交換電流密度較低，且能與鎂形成完全固溶體，加入鎂合金中可以起到降低陰極析氫電流密度、氫化物形成和合金化/微合金化的作用。在與鎂形成二元相圖的合金元素中，Cd是唯一能與鎂形成連續固溶體的元素，Mg-Cd二元系的凝固范圍很小(最大區間亦不足30℃)，在Cd含量小于10％時，凝固溫度范圍只有幾度，這樣便有利于新型合金凝固范圍的縮小，提高鑄造性能。綜合以上考慮，Cd成為滿足改善合金的鑄造工藝性能的主要添加元素。

相對稀土元素，鎘在鎂合金中的固溶度最大，且在冶煉過程中容易添加，價格相對低廉，在AZ31基礎上開發新型耐蝕鎂合金，既提高鎂合金的耐蝕性，又利于降低鎂合金成本。

本發明的優點及有益效果如下：

1、在本發明的鎂合金中，在提高合金純度的同時，加入鎘元素進一步降低負差數效應、陰極析氫及氫化物生成，提高了合金的耐蝕性能。

2、本發明中，鎘在鎂合金中的固溶度大，可起到固溶強化的作用，提高合金的強度。

3、本發明中，鎘的加入能降低金屬材料中的有害微量金屬如Fe、Cu、Ni含量，生成熔點較高的二元或多元化合物，這些化合物可成渣析出，降低金屬夾雜物在固態金屬中的危害性。

附圖說明

圖1為恒電位下電流密度隨電位變化曲線；其中，(a)圖為穩態極化曲線；(b)圖為計算與實測電流密度差值。

具體實施方式

實施例1：AZ31+Cd(Cd＝0.9％)合金