[發(fā)明專利]一種阻燃鎂合金部件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110701704.1
• 申請(qǐng)日: 2021-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113373398B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 游國(guó)強(qiáng);童鑫;曾升;周凱旋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C4/123
• 分類號(hào): C23C4/123;C23C4/06;C23C14/24;C23C14/16;C23C14/58;C23C28/02
• 代理公司: 重慶遠(yuǎn)恒專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50248
• 代理人: 伍倫辰

本發(fā)明公開(kāi)了一種阻燃鎂合金部件，包括鎂合金材料的部件基體，其特征在于，部件基體的工作面上設(shè)置有一層鎂合金材料的阻燃層，阻燃層中鈣元素含量大于部件基體中鈣元素含量。本發(fā)明具有能夠在盡量不損失鎂合金部件自身力學(xué)性能的基礎(chǔ)上使其具有高阻燃性能的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鎂合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種阻燃鎂合金部件。

背景技術(shù)

鎂合金作為一種新型輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，其具有密度低、比強(qiáng)度比剛度高、切削加工性好、電磁屏蔽能力強(qiáng)等性能優(yōu)勢(shì)。由鎂合金制備的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣、導(dǎo)彈艙體、衛(wèi)星支架等結(jié)構(gòu)件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、國(guó)防軍工等領(lǐng)域，為相關(guān)關(guān)鍵裝備產(chǎn)業(yè)的輕量化做出了重要貢獻(xiàn)。然而相比于其他常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)材料，鎂合金的化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)活潑，在熔煉過(guò)程極易燃燒甚至是爆炸，極大提高了鎂合金部件的制備和成型難度。同時(shí)，常規(guī)鎂合金起燃點(diǎn)較低，相關(guān)部件表面在中高溫服役條件下生成疏松多孔的氧化膜（MgO的PBR值為0.81）無(wú)法對(duì)部件形成有效的物理保護(hù)，嚴(yán)重阻礙了鎂合金在工程上的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。故提高鎂合金阻燃性能，是鎂合金發(fā)展的重要研究方向。

阻燃鎂合金，多指在合金熔煉過(guò)程中由于合金的起燃溫度高于合金的熔煉溫度，因而可以直接在大氣環(huán)境中中直接熔煉而無(wú)需氣氛保護(hù)的鎂合金。阻燃鎂合金一般含有鈹、鈣或者稀土元素中的一種或多種，通常依靠配方的調(diào)整達(dá)到阻燃的效果，提高鎂合金性能。其阻燃原理是鎂合金中添加鈹、鈣等合金化元素后，可以提高鎂合金部件整體的抗氧化能力。這是因?yàn)樵诟邷貤l件下，鈹、鈣等元素會(huì)遷移到合金表面參與氧化反應(yīng)，所生成的高致密程度的CaO、BeO能夠?qū)︽V合金部件產(chǎn)生物理保護(hù)作用，提高了部件表面抗氧化性能。其中又因?yàn)殁}元素最為常見(jiàn)和便宜，故采用添加鈣含量的方式提高鎂合金阻燃性應(yīng)用得最多。

阻燃鎂合金材料制得的部件，是能夠更好地適應(yīng)中高溫工作環(huán)境的要求。但是由于材料配方中增加了阻燃成分，另一方面也會(huì)極大地導(dǎo)致材料自身力學(xué)性能的下降。以鈣元素為例，將鎂合金起燃點(diǎn)提高至750℃左右需要加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)約5%的Ca。然而如此高的Ca添加量會(huì)導(dǎo)致Mg-Ca合金中出現(xiàn)大量連續(xù)粗大的富Ca共晶組織，對(duì)合金的力學(xué)性能相當(dāng)不利。而根據(jù)現(xiàn)有研究，當(dāng)鎂合金中Ca添加量大于1%后，合金的抗拉強(qiáng)度和延伸率均會(huì)隨著Ca含量的繼續(xù)增加而發(fā)生顯著降低。同時(shí)對(duì)鎂合金整體力學(xué)性能和耐腐蝕性能均會(huì)產(chǎn)生較大影響。

綜上所述，在鎂合金的生產(chǎn)和應(yīng)用中，如何在保障鎂合金部件力學(xué)性能的前提下還能大幅度提高其阻燃性能成為了當(dāng)前研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和本領(lǐng)域人員需要考慮解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：怎樣提供一種能夠在盡量不損失鎂合金自身力學(xué)性能優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上使其具有高阻燃性能的阻燃鎂合金構(gòu)件，使其能夠更加適宜在高溫高載荷環(huán)境下使用服役，延長(zhǎng)壽命。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種阻燃鎂合金部件，包括鎂合金材料的部件基體，其特征在于，部件基體的工作面上設(shè)置有一層鎂合金材料的阻燃層，阻燃層中鈣元素含量大于部件基體中鈣元素含量。