[發明專利]一種Zn-Mg-Ti中間合金及用于制備Mg-Zn系鎂合金的方法

有效

• 申請號: 201710283130.4
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107142395B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 張靜;楊成博;成功;張碧云;邱貴寶
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C22C18/00
• 分類號: C22C18/00;C22C1/02;C22C1/03;C22C1/06;C22C23/04
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

本發明涉及一種Zn?Mg?Ti中間合金及用于制備Mg?Zn系鎂合金的方法，Zn?Mg?Ti中間合金是以工業純鋅、純鎂及鈦粉為原料，采用鑄造方法獲得成分范圍為Ti3~5wt%、Mg12~14wt%、余量為Zn的Zn?Mg?Ti中間合金。該合金熔點在720℃左右，非常適合于添加于鎂熔體中，克服了由于Ti的熔點遠高于鎂的沸點及Ti在鎂中的固溶度很低而造成的Ti添加難度大和工藝復雜的問題，從而在Mg?Zn系合金中成功實現了Ti的微合金化改性。該中間合金的加入，不僅有效細化了Mg?Zn合金晶粒，而且所得到的Mg?Zn?Ti鎂合金中的α? Mg+ MgZn₂共晶相的數量大大減少，合金的塑性和耐腐蝕性能明顯提高。

技術領域

本發明屬于鎂合金熔鑄技術領域，特別是涉及一種Zn-Mg-Ti中間合金及用于制備Mg-Zn系鎂合金的方法。

背景技術

Mg-Zn系合金是一類重要的商用鎂合金，該類合金由于MgZn₂相的時效析出強化使合金具有較高的強度，屬高強鎂合金。二元Mg-Zn合金由于晶粒粗大、鑄造熱裂傾向嚴重，目前商用Mg-Zn系合金中通常加入微量Zr細化晶粒和改善鑄造性能，形成Mg-Zn-Zr三元合金，其典型牌號為ZK60（4.8~6.2wt%Zn, 0.45~0.8wt%Zr，余量Mg）。Mg-Zn-Zr合金凝固結晶時，Zr首先從鎂熔體中析出并作為隨后結晶的α- Mg固溶體的形核基底、細化Mg晶粒，在凝固結晶后期，形成α- Mg+ MgZn₂離異共晶。Mg-Zn-Zr合金中大量該低熔點共晶相的存在，不僅導致合金塑性成形性能惡化，而且由于共晶相與基體相之間的電位差形成的原電池反應，加劇了鎂的腐蝕，降低了鎂合金的耐腐蝕性能。如何在保持Mg-Zn系高強度的同時，改善合金的塑性和耐腐蝕性能，是鎂合金應用中面臨的重要問題之一。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種Zn-Mg-Ti中間合金及用于制備Mg-Zn系鎂合金的方法。

為了實現上述目的，本發明技術方案如下：

一種Zn-Mg-Ti中間合金，其特征在于，以工業純鋅、純鎂及鈦粉為原料，其重量百分比為：Ti3~5wt%，Mg12~14wt%，余量為Zn。

進一步，所述Zn-Mg-Ti中間合金的制備方法，包括如下步驟：

（1）采用將鈦粉夾于兩層鋅塊之間的布料方式，將鋅和鈦粉置于坩堝爐內，在CO₂+SF₆混合氣體保護氣氛下，升溫至500~600℃，使鋅全部熔化，并適當攪拌；

（2）在熔體中加入純鎂，繼續升溫至720~780℃，待鎂全部熔化后保溫30~60min，保溫期間每間隔10~15min攪拌一次，然后加入精煉劑除渣精煉；

（3）將合金熔體澆注成型即得Zn-Mg-Ti中間合金。

進一步，所述Zn-Mg-Ti中間合金用于制備Mg-Zn系鎂合金的方法，包括以下步驟：

（1）在CO₂+SF₆混合氣體保護氣氛下，于坩堝爐中加熱熔化工業純鎂，保溫5~10min，扒渣；

（2）調整坩堝爐溫至700~740℃，加入上述Zn-Mg-Ti中間合金，加入量為6~8 wt%；待全部熔化后，攪拌，保溫10~40min，然后加入精煉劑除渣精煉；

（3）將合金熔體澆注于預熱至~350℃的模具中，獲得Mg-Zn-Ti鎂合金。

相比現有技術，本發明具有如下有益效果：