[發明專利]鎂合金、其生產方法及其用途

有效

• 申請號: 201380022712.7
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN104284992B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: H·米勒;P·烏戈維澤爾;J·洛夫勒
• 申請（專利權）人: 百多力股份公司
• 主分類號: C22C23/04
• 分類號: C22C23/04;C22F1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王海寧

本發明涉及一種鎂合金，該鎂合金包含按重量計<3％的Zn，按重量計≤0.6％的Ca，其余量為由含雜質的鎂組成，這些雜質有利于電化電勢差和/或促進了形成金屬間相，其總量是不大于按重量計0.005％的Fe、Si、Mn、Co、Ni、Cu、Al、Zr和P，其中該合金包含選自由具有21、39、57至71和89至103的原子序數的稀土族組成的組的元素，其總量是按重量計不大于0.002％。

本專利申請涉及一種鎂合金以及其生產方法并且還涉及其用途。

背景技術

技術背景和現有技術

已知鎂合金的特性主要由合金配合物和雜質元素的類型和量以及還有生產條件確定。合金配合物和雜質元素對鎂合金特性的影響在C.KAMMER,Magnesium- Taschenbuch(鎂手冊)，p.156-161,Aluminum Verlag Düsseldorf,2000第一版中提出并且旨在說明確定二元或三元鎂合金的特性對于其本身作為植入物材料的復雜性。

最常用于鎂的合金元素是鋁，鋁由于固溶體和沉淀硬化以及細晶粒的形成產生了增加的強度，但是也導致了微孔性。此外，在熔體中鋁將鐵沉淀界限朝向顯著低的鐵含量移動，在該鐵含量下鐵顆粒沉淀或與其他元素一起形成金屬間顆粒。鈣具有顯著的晶粒細化作用并且損害了可鑄性。在鎂合金中不希望的伴生元素是鐵、鎳、鈷和銅，這些元素由于其正電的性質引起了腐蝕傾向的顯著增加。在所有鎂鑄造合金中可以發現錳并且其與鐵以AlMnFe沉淀的形式結合，這樣使得降低了局部元素的形成。另一方面，錳不能結合所有的鐵，并且因此剩余的鐵和剩余的錳總是留在熔體中。硅降低了可鑄性和粘度，并且隨著Si含量的提高，預期了一種惡化的腐蝕情況。鐵、錳和硅具有非常高的形成金屬間相的傾向。

這種相的電化電勢差非常高并且因此可以用作一個控制合金基質的腐蝕的陰極。作為固熔體硬化的結果，鋅提高了機械性能并且導致了晶粒細化，但是還導致了從二元Mg/Zn和三元Mg/Al/Zn合金中按重量計1.5至-2％的含量開始具有傾向于熱裂化的微孔性。由鋯形成的合金添加物提高了抗張力強度而沒有降低膨脹并且導致了晶粒細化，但是還導致了對動態重結晶的嚴重損害，這在其本身重結晶溫度的增加中得到證明并且因此要求高能量消耗。此外，鋯不能添加到含鋁和含硅的熔體中，因為晶粒細化作用損失了。稀土例如Lu、Er、Ho、Th、Sc和In均表現出一種類似的化學行為并且在二元相圖的富含鎂側上形成了具有部分溶解度的低共熔系這樣使得沉淀硬化是有可能的。已知的是另外的合金元素的添加結合這些雜質導致在二元鎂合金中形成不同的金屬間相。(MARTIENSSSEN,WARLIMONT,Springer Handbook of Condensed Matter and Materials Data[MARTIENSSSEN,WARLIMONT，凝聚物質和材料數據手冊],S.163,Springer Berlin Heidelberg New York,2005)。例如，在晶界上形成的金屬間相Mg₁₇Al₁₂是脆性的并且限制了延展性。與鎂基質相比，這個金屬間相更惰性并且能夠形成局部元素，由此腐蝕情況惡化。(NISANCIOGLU,K等人，Corrosion mechanism of AZ91magnesium alloy[AZ91鎂合金腐蝕機理], Proc.Of47th World Magnesium Association(47屆世界鎂協會)，倫敦Institute of Materials(材料協會)，41-45)。