[發明專利]一種鎂合金變質劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201210157355.2
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN102676898A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 張二林;李衛榮;李揚德
• 申請（專利權）人: 東莞宜安科技股份有限公司;佳木斯大學
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22C1/06
• 代理公司: 東莞市科安知識產權代理事務所 44284
• 代理人: 楊樹民

技術領域

本發明屬于金屬材料技術領域，涉及一種鎂合金冶煉,具體涉及一種鎂硅合金共晶硅變質劑及其制備方法。

背景技術

鎂合金由于具有高的比強度、比剛度，因此可以廣泛地應用于航空航天、汽車、機械、電子、計算機等領域中，以達到降低構件重量的目的。由于增強相Mg₂Si相具有高熔點（1085℃）、低密度1.99×10³kgm^-3、高硬度4.5×10⁹Nm^-2和低膨脹系數7.5×10-6K^-1，鎂硅合金（Mg-Si）作為高溫應用鎂合金顯示出潛在的應用價值。但是鎂硅合金漢字型Mg₂Si相不僅降低了鑄態Mg-Si合金的韌性，也降低了合金的強度，限制了其應用。改變粗大Mg₂Si相的形貌，是提高鎂硅合金韌性最有效的方法之一,通過添加合金化元素可以改變Mg₂Si相形貌，即對Mg₂Si相的變質處理。有資料顯示可以通過添加以下合金元素達到對Mg₂Si相變質的效果。

（1）金屬元素釔（Y）元素變質,添加金屬釔（Y）元素,超過0.8wt%Y元素是可以改變初生Mg₂Si和漢字型Mg₂Si相，但是當添加量超過1.2wt%時，初生Mg₂Si變的又粗化了。

（2）金屬Sb元素變質,添加Sb元素可以有效地細化晶粒和改變Mg₂Si相的形貌、提高Mg-Al-Si合金的強度，但是卻會降低合金的延伸率。

（3）金屬Bi元素變質，添加0.5wt%Bi可以初生Mg₂Si，但是當添加量超過0.8wt%初生Mg₂Si相又粗化，并且對共晶Mg₂Si相沒有作用。

（4）金屬La元素變質。添加金屬La，對初生Mg₂Si相有作用，但是對共晶Mg₂Si相沒有作用。

總之現有的鎂硅合金變質劑，都存在著由于會產生粗大共晶Mg₂Si相導致亞共晶鎂硅合金鑄態力學性能低，特別是伸長率較低的問題，影響到鎂硅合金的廣泛使用。

發明內容

本發明的目的是提供一種鎂硅合金共晶硅變質劑，為了解決現有的鎂硅合金中，由于粗大共晶Mg₂Si相導致亞共晶鎂硅合金鑄態力學性能，特別是伸長率較低的問題，解決了現有技術中存在沒有成熟的鎂硅合金共晶Mg₂Si相變質劑問題。

本發明所采用的技術方案是，一種鎂合金變質劑，按質量百分比，其材料的組成為：25～60%金屬鋅，0.2～2%金屬錳和38～73%原生鎂。

本發明所述的鎂合金變質劑，其特征還在于，

鎂合金變質劑按質量百分比，其材料的組成為：45～55%金屬鋅，0.2～2%金屬錳和43～53%原生鎂。

所述金屬鋅的純度為≥99.99%，金屬錳的純度為≥99.9%，原生鎂錠的純度為≥99.95%。

本發明還提供鎂硅合金變質劑的制備方法，該方法按以下步驟進行：

步驟一，首先按質量百分比稱取25～60%的金屬鋅，0.2～2%的金屬錳，38～73%的原生鎂；

步驟二，將稱取的原生鎂加入到熔煉爐中，在氣氛保護下加熱熔化并升溫至800～900°C；

步驟三，再將稱取的金屬錳加入到熔煉爐熔化的鎂液中，保溫60～120分鐘，攪拌10～40分鐘，然后冷卻至690～770°C；

步驟四，最后將稱取的金屬鋅加入到步驟三加入金屬錳的鎂液中，保溫并攪拌10～40分鐘，出爐澆注成型，即得鎂合金變質劑材料。

本發明所述鎂合金變質劑的制備方法，其特征還在于，

所述步驟二的保護氣氛為SF6/CO2，其體積比為1：99的SF6和CO2的混合氣，保護氣氛或為SF6/N2，其體積比為1：99的SF6和N2混合氣。