[發明專利]鎂合金安全帽、鎂合金材料、制備方法、制備系統及應用

在審

• 申請號: 202011363387.9
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112647000A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 毛愛榮;趙子龍;趙剛;馮超;胡偉
• 申請（專利權）人: 神木市東風金屬鎂有限公司
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02;C22C1/02;B22D17/00;A42B3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鎂合金材料的制備方法，其特征在于，所述鎂合金材料的制備方法包括：

第一步，利用煤炭生產蘭炭、焦油和煤氣；

第二步，利用所產的蘭炭和硅石、鐵屑生產硅鐵；

第三步，利用所生產的硅鐵和白云石，通過焦爐煤氣煅燒；冶煉金屬鎂；

第四步，利用所產的金屬鎂和各種金屬材料，通過煤氣冶煉成鎂合金；

第五步，利用所產的鎂合金通過電熔后，快速高壓，壓鑄成各種類型的壓鑄產品；

第六步，利用再剩余的煤氣進行余能發電，所產生的電能用于整個產業鏈的生產用電；

第七步，利用金屬鎂的廢渣生產成免燒磚。

2.如權利要求1所述的鎂合金材料的制備方法，其特征在于，所述第四步，具體包括：

步驟一，通過溫度檢測設備利用溫度檢測器實時檢測鎂合金制備時溫度數據；通過時間設備利用電子時間表顯示鎂合金制備時間數據；通過操作設備利用操作按鍵控制制備設備的控制操作；

步驟二，按質量百分比稱取Mg 65％、Al 22％、Mn 3％及Zn 10％；

步驟三，對球磨罐中鋼球進行超聲清洗；將稱取的鎂合金材料及鋼球放入球磨罐中，加入酒精；并加入硬脂酸鋅；球磨前進行抽真空處理，隨后通入氬氣；

進行球磨處理；

球磨處理后的粉末在桶裝容器中進行過篩處理；處理過程中，容器底部通入氬氣流動，同時使用試驗篩對球磨后的鎂合金材料進行過篩處理，除去球磨后的雜質及氧化物；

稱取的鎂合金材料及鋼球放入球磨罐中，加入5-10滴酒精，球料比(20～25:1)；加入2vol.％的硬脂酸鋅；球磨前進行抽真空處理中，通入氬氣時間30s；

球磨過程參數：公轉350～450r/min，正轉25～30min，反轉25～30min，中間停頓10～15min，球磨100～150min，有效球磨時間100～150min；

球磨處理后的粉末在桶裝容器中進行過篩處理中，使用350目的試驗篩對球磨后的鎂合金材料進行過篩處理；

步驟四，通過熔煉爐熔煉，得鎂合金溶液，熔煉溫度770℃～1100℃；整個熔煉過程采用混合CO₂和氬氣氣體全程保護；

對熔煉過程的鎂合金溶液依據Young方程由液體接觸角估算固體的表面張力；獲得鎂合金抗拉強度數據，固體總表面張力近似等于固體表面張力的非極性值和極性值的和，即γ_S＝γ_S^d+γ_S^p，并且與接觸角的關系見式

R＝2kη/2γ_Lcos0°＝2kη/γ_L

γ_L(1+cosθ)＝2(γ^d_s×γ^d_L)^1/2+2(γ^p_s×γ^p_L)^1/2

式中γ_L是液體的表面張力(mN/m)；γ^d_L、γ^p_L分別是液體表面張力的非極性部分和極性部分(mN/m)；γ^d_s、γ^p_s分別是固體表面張力的非極性部分和極性部分(mN/m)；測定兩個已知γ^d_L和γ^p_L的探測液體在固體表面的接觸角，代入式R＝2kη/2γ_Lcos0°＝2kη/γ_L，聯立方程求解得固體γ^d_S、γ^p_s和固體的表面張力γ_s

界面張力的計算依據Owen-Wendit方程,計算如下：

γ_sl＝[(γ^p_L)^1/2-(γ^p_s)^1/2]²+[(γ^d_L)^1/2-(γ^d_s)^1/2]²；

步驟五，通過扒渣鏟對鎂合金溶液進行扒渣，去除浮于液面的熔渣；

將精煉的鎂合金熔液保持溫度在770-870℃之間進行澆注，制成鎂合金坯；

步驟六，通過退火設備將鎂合金坯進行退火，退火時通入氮氣進行保護，退火完成后制得鎂合金材料；

步驟七，通過密度檢測設備檢測鎂合金密度操作；通過抗拉強度檢測設備利用檢測設備檢測鎂合金抗拉強度數據；通過耐腐蝕設備檢測鎂合金耐腐蝕性；

步驟八，通過顯示終端利用顯示器顯示操作界面及檢測的溫度、密度、抗拉強度數據。