[發明專利]一種高強度阻燃鎂合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201810136094.3
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108300920B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 陳君;李梅菊;陳曉亞;張清;李全安;張帥;王頌博;關海昆
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;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: 張兵兵

本發明涉及一種高強度阻燃鎂合金及其制備方法，屬于鎂合金技術領域。本發明的高強度阻燃鎂合金，由以下重量百分比的元素組成：1.8～2.7％的Sn，1.2～1.8％的Bi，0.2～0.6％的Ca，0.4～0.6％的Nb，0.3?0.45％的Sb，4.5～6％的稀土元素，余量為Mg及不可避免的雜質。本發明的高強度阻燃鎂合金，利用多組元微合金化的方法，同時提高了鎂合金的阻燃性能和力學性能。

技術領域

本發明涉及一種高強度阻燃鎂合金及其制備方法，屬于鎂合金技術領域。

背景技術

在現有金屬結構材料體系中，鎂合金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，有著非常廣泛的應用前景，深受航空航天、電子通訊以及汽車工業等行業的青睞，成為目前極具潛力的金屬結構材料之一。

鎂合金的應用受到以下因素的制約：一是鎂合金的強韌性不夠理想，限制了其廣泛使用；二是鎂合金非常易燃，由于金屬鎂較為活潑，故而鎂合金在熔煉和加工過程中極易發生氧化燃燒，所以鎂合金的熔煉一般都是在阻燃溶劑或者保護氣氛下進行。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。因此，如何獲得理想的阻燃強韌鎂合金一直是鎂合金研究領域的一個重要課題。

國內外對阻燃鎂合金進行了很多研究，如申請公布號為CN1241641A的中國發明專利公開了一種“鑄造阻燃鎂合金及其熔煉和鑄造工藝”，其中具體公開了一種含Al、Sr、Be和稀土元素的阻燃鎂合金，其燃點溫度可以達到800℃，但是其抗拉強度只有160MPa，還不能滿足現在的工業應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種燃點高、力學性能好的高強度阻燃鎂合金。

本發明的目的還在于提供一種上述鎂合金的制備方法。

為實現上述目的，本發明的高強度阻燃鎂合金的技術方案是：

一種高強度阻燃鎂合金，由以下重量百分比的組分組成：1.8～2.7％的Sn，1.2～1.8％的Bi，0.2～0.6％的Ca，0.4～0.6％的Nb，0.3-0.45％的Sb，4.5～6％的稀土元素，余量為Mg及不可避免的雜質。

本發明的高強度阻燃鎂合金，利用多組元微合金化的方法，同時提高了鎂合金的阻燃性能和力學性能。具體的，在本發明的鎂合金中，多組元合金化是提高鎂合金性能最有效的方法，在所有合金元素中，RE元素是提高鎂合金室溫和高溫力學性能最有效的合金元素，RE主要通過固溶強化和第二相析出強化來改善鎂合金力學性能，同時稀土元素能夠提高鎂合金表面氧化膜的穩定性，提高合金的阻燃性能，并且稀土元素的復合添加效果明顯強于單組元稀土元素的添加。Ca在鎂合金中具有良好的晶粒細化和抗氧化作用，能夠細化鎂合金基體組織從而提高鎂合金高溫力學性能和阻燃性能。添加Sn元素可以提高鎂合金的流動性、降低鎂合金的熱裂敏感性，同時，Sn的添加能夠促進RE元素的析出，提高稀土元素的析出強化效果，Sn在鎂合金中形成的析出相具有強化作用，有助于提高合金的強韌性。加入適量的Sb和Bi可改善鎂合金的力學性能，可以細化晶粒，提高室溫和高溫力學性能；Nb在鎂合金中的固溶度較大，鎂合金中添加鈮能夠減少其他合金元素在鎂中的固溶，增加析出效果，同時使得鎂合金顯微組織得到細化，改善合金的性能。本發明綜合利用稀土元素、堿土元素Ca和其他元素(Sn、Bi、Nb、Sb)的改善組織和提高性能的作用，顯著提高了鎂合金的力學性能和阻燃性能。

所述稀土元素包括Nd和Sm，Nd和Sm的質量比為35～45：10～15。

所述不可避免的雜質為Fe、Cu和Ni，所述高強度阻燃鎂合金中不可避免的雜質的重量百分比小于0.2％。