[發明專利]一種阻燃高強鎂合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201410251364.7
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104233027B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 陳君;李梅菊;李全安;張清;付三玲;劉文闖;陳曉亞;陳雷雷
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02;C22C1/03;C22F1/06
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 牛愛周

技術領域

本發明屬于合金材料技術領域，具體涉及一種阻燃高強鎂合金，同時還涉及一種阻燃高強鎂合金的制備方法。

背景技術

鎂合金作為最輕的金屬結構材料，具有高的比強度和比剛度、優異的鑄造性能以及高的阻尼抗振性能，易于回收利用，具有環保特性，有著非常廣泛的應用前景，受到航空航天、電子通訊以及汽車工業等行業的青睞，成為最具有潛力的金屬結構材料之一。Mg-Al系合金具有良好的鑄造工藝性能，較高的力學性能，較小的熱裂傾向，并且成本較低，易于成型，成為應用最廣泛的鎂合金，如AZ31，AZ91，AZ80及AM50等。

但是，由于鎂合金的化學性質非常活潑，極易與空氣中的氧氣發生化學反應，產生劇烈燃燒。鎂合金的這種易于氧化燃燒的特點給合金的生產、加工和處理帶來了非常大的困難，極大地阻礙了鎂合金的廣泛應用，獲得理想的阻燃鎂合金一直是鎂合金研究領域的一個重要課題。國內外對鎂合金的阻燃問題給予了廣泛的關注和高度重視。目前，工業上普遍采用熔劑覆蓋法和氣體保護法來解決鎂合金熔煉過程中的燃燒問題，但是現有阻燃方法存在環境污染以及合金性能降低的問題。國內外對阻燃鎂合金進行了很多研究，相關文獻已經報道了通過Ca、Be、Re等元素合金化制備的阻燃鎂合金，取得了一定的成果。現有技術中，中國專利ZL99113861.9“鑄造阻燃鎂合金及其熔煉和鑄造工藝”中提出了一種含Al、Sr、Be和稀土元素的阻燃鎂合金，其燃點溫度可以達到740℃，但是其抗拉強度只有160MPa，延伸率只有2％，其強度和延伸率還不能滿足現在的工業應用。現階段，將提高鎂合金的阻燃性能與改善鎂合金的組織和力學性能有機結合起來成為目前學者研究的重點。

發明內容

本發明的目的是提供一種阻燃高強鎂合金，解決現有鎂合金不能同時兼顧良好的阻燃性能與力學性能的問題。

本發明的第二個目的是提供一種阻燃高強鎂合金的制備方法。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：一種阻燃高強鎂合金，由以下質量百分比的組分組成：3％～7％Al，0.5％～2.1％Y，0.5％～1.5％CaO，余量為Mg和不可避免的雜質。

其中，雜質元素Fe、Cu和Ni的總質量百分比小于0.2％。

本發明的阻燃高強鎂合金是以鎂、鋁、氧化鈣和中間合金Mg-Y為原料熔煉鑄造并經過固溶和時效熱處理制備而成。

一種上述的阻燃高強鎂合金的制備方法，包括下列步驟：

1)將原料鎂、鋁在CO₂+SF₆混合氣體保護下熔化，形成合金熔液A；

2)當合金熔液A的溫度為680～700℃時，加入中間合金Mg-Y和氧化鈣并保溫10min，待合金全部熔化后去除表面浮渣，升溫至720℃后，得合金熔液B；

3)待合金熔液B的溫度降至680℃，澆鑄到模具中，得鑄態合金；

4)對步驟3)所得鑄態合金進行熱處理，即得所述阻燃高強鎂合金。

所述原料鎂、鋁、中間合金Mg-Y和氧化鈣使用前經預熱處理。

所述預熱的溫度為150～200℃。

步驟3)中所述模具澆鑄前經預熱處理。

所述模具預熱處理的溫度為180～250℃。

步驟4)中所述熱處理是對鑄態合金依次進行固溶處理和實效處理。

所述固溶處理的溫度為415～430℃，處理時間為10～14h。

所述時效處理的溫度為200～250℃，處理時間為10～20h。