[發明專利]一種新型阻燃且具有高傳熱性能的鎂合金及其加工工藝

在審

• 申請號: 201811217699.1
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109161762A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 楊長江
• 申請（專利權）人: 廣州宇智科技有限公司
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02;C22C1/02;C22F1/06;C22F1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種新型阻燃且具有高傳熱性能的鎂合金及其加工工藝。按照重量百分比,該合金的成分為:P:0.2?0.4wt.%,Li:0.4?0.6wt.%,In:3.0?4.2wt.%,Re:0.3?0.5wt.%,Co:4.0?5.0wt.%,Ta:0.4?0.6wt.%,Ge:1.0?2.0wt.%,Al:6.0?8.0wt.%，余量為鎂。該材料提供了由于摩擦或者外火升溫而導致鎂合金燃燒的阻燃方案?？梢灶A料，該合金的實施和產業化會大大推動我國在輕量化的領域對阻燃鎂合金的商業需求。

技術領域

本發明涉及合金技術領域，具體地說，涉及一種鎂合金。

背景技術

隨著現代科技的不斷發展，金屬材料的消耗與日俱增，金屬礦產資源逐漸趨于枯竭。鎂是地球上儲量最豐富的元素之一，在地殼表層金屬礦的資源含量為2.3%，位居常用金屬的第4 位。鎂合金密度約為鋁合金的三分之二，不到鈦合金的一半，輕量化優勢明顯。該合金最大的特點是強度高、耐沖擊、散熱好、尺寸穩定和彈性模量大，承受沖擊載荷能力比鋁合金強。這些特性使鎂合金應用領域十分廣泛，如交通運輸、電子工業、軍工等領域。

憑借著速度快、能耗低、環境舒適的設計特點，高鐵在現代運輸手段中占據著極其重要的位置。為了保證這些方面特性的優化，列車輕量化是非常必要的技術，因而鎂合金在高鐵領域有很重要的用途。目前，法國、日本、中國等多個國家的高鐵，已經在大量使用鎂合金制作零部件，成為了高速列車輕量化的關鍵材料。

然而，鎂合金用作旋轉部件時，容易發生鎂著火，這種情況主要由旋轉葉片與發動機箱體內壁摩擦導致葉片尖端局部受熱而引起。因為鎂的特點之一是在高溫下生成的氧化鎂并不能在鎂合金表面形成一層致密的保護膜。所以，鎂和鋁不一樣，不能用氧化膜來保護自己，在高溫下極其容易燃燒。鎂合金著火危害巨大，會造成了極其慘重的損失。鎂火一旦發生，在高溫、高壓和高速的氣流環境中呈裂變式發展，零部件持續燃燒時間不超過20s，難以采取有效的滅火措施，造成零件燒損或者燒穿，甚至燒毀整個機械裝置。因此，徹底根除鎂火已成為全世界關注的重要問題，各國學者近年來積極開展了鎂合金阻燃技術的研究。

傳統上，要解鎂合金的燃燒問題，需要從三個方面入手：（a）進行合金化，使得在鎂合金熔化的前沿形成覆蓋作用的氧化物來隔絕氧氣的接觸。一般而言，目前是通過在鎂合金中添加Ca元素來實現的。氧化過程中形成的CaO和MgO覆蓋物會起到阻燃的作用。（b）提高鎂合金的導熱性能，使得鎂合金受到摩擦還沒有起火的時候，熱量能夠快速的散發出去，從而降低鎂合金著火的可能性。這種設計思路對于鎂合金這種活動性很大的元素而言只能起到輔助的作用。（c）通過合金化的辦法來減低鎂合金氧化物的生成熱，也就是降低鎂合金氧化時放出的熱量。考慮到鎂合金的活動性，這種設計理念也只能起到一定的輔助作用，而不能完全消除鎂火。

隨著中國的鎂合金工業穩步發展，鎂材應用逐年擴大。特別是隨著各行業技術不斷更新，設備向大型化、自動化、連續化和輕量化方向發展，鎂材的應用范圍與數量逐年增加。同時隨著各個領域機械的工作功率的增加，要求鎂合金具有更為優異阻燃性能的需求也越來越迫切?？紤]到鎂合金的應用領域和使用量，可以說新型鎂合金材料的開發和應用，在某種程度上代表著一個國家的科技水平。開發和利用好我國的鎂合金資源具有十分重要的現實意義?？梢灶A見的是鎂合金會在工業領域和國防領域展現出更為廣闊的應用前景。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，提供一種新型阻燃且具有高傳熱性能的鎂合金及其加工工藝。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種新型阻燃且具有高傳熱性能的鎂合金及其加工工藝。按重量百分比計,合金的組成為P:0.2-0.4wt.%,Li:0.4-0.6wt.%,In:3.0-4.2wt.%,Re:0.3-0.5wt.%,Co:4.0-5.0wt.%,Ta:0.4-0.6wt.%,Ge:1.0-2.0wt.%,Al:6.0-8.0wt.%，余量為鎂。