一種鎂合金半連鑄澆鑄工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鎂合金半連鑄成型領(lǐng)域，具體涉及一種鎂合金半連鑄澆鑄工藝。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 鎂合金是以鎂為基料加入其他元素組成的合金。由于鎂合金具有密度小、比強度 和比剛度高等優(yōu)點，它已被廣泛應(yīng)用于諸如航空航天、軍工、汽車等領(lǐng)域。近年來，航空航天 及交通運輸工具的速度越來越高，所需的動力功率越來越大，構(gòu)件的穩(wěn)定性要求高可靠，對 鎂合金的剛度以及抗彈性變形能力提出了更高的要求，而普通鎂合金力學(xué)性能和抗彈性變 形能力較差，不能滿足工程領(lǐng)域?qū)p質(zhì)高強度高彈性模量鎂合金材料的需求。同時，考慮到 航空航天鎂合金部件大多因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸大而采用鑄造方法生產(chǎn)。申請人先前提交的"一 種高精度鎂合金板材及其制備方法"盡管各方面性能較佳，但是存在抗彈性變形能力較差 以及原料成本較高等缺陷。因此，研發(fā)高性能鑄造鎂合金材料的需求已變得非常迫切。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鎂合金半連鑄澆鑄工藝，該工藝簡單可 行，制備的產(chǎn)品具備力學(xué)性能好、表面光滑以及耐腐蝕等優(yōu)點。
[0006] 為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種鎂合金半連鑄澆鑄工藝，其包括如下步驟：1)備料，2)制備物料1，3)原料預(yù)熱，4) 熔煉，5 )半連鑄，6 )熱乳和冷乳，7 )退火。
[0007] 具體地，包括如下步驟： 1) 備料:按照重量份稱取各原料備用:釹1-2份，鈮1-2份，鋯2-4份，玻璃纖維3-5份，鋅 8-12份，石墨 10-15份，硅15-20份，鈦20-30份，鎂1000-1300份； 2) 制備物料1:將玻璃纖維和石墨依次添加到丙酮中，100轉(zhuǎn)/min攪拌6小時，然后置于4 °C冷藏12小時，得到物料1;其中，丙酮與石墨的質(zhì)量比為3:2; 3) 原料預(yù)熱:將釹，鈮，鋯，鋅，硅，鈦以及鎂，分別在200°C預(yù)熱1小時； 4) 熔煉:采用坩堝電阻爐將預(yù)熱后的鎂熔化，然后在750°C加入物料1、鋅以及硅，并攪 拌熔體3min;繼續(xù)升溫至780°C，加入釹，鈮，鋯以及鈦，攪拌5min，得到合金液;熔煉過程中 采用C0 2和SF6混合氣體(體積比為50:1)進行保護； 5) 半連鑄:步驟4)所得合金液在半連續(xù)鑄造機組上半連鑄成板坯，鑄造速度6.0-7.0m/ h，冷卻水壓力0 · 02-0 · 04MPa; 6) 熱乳和冷乳:將步驟5)所得板坯進行熱乳變形，熱乳道次乳下量62%-66%，總變形 量92 %-94%，開乳溫度730°C_780°C，終乳溫度550°C_610°C;然后進行兩道次冷乳，第一道 次冷乳變形量為37%-45%，經(jīng)第二道次變形后，總變形量達到60-70% ; 7) 退火:步驟6)所得冷乳板坯在氨分解保護氣氛下于600°C_660°C退火1-3小時，即得。
[0008] 本發(fā)明取得的有益效果主要包括： 本發(fā)明通過添加石墨和玻璃纖維，不僅可以細化晶粒，同時可以改善合金流動性，提高 鎂合金的壓鑄性能和耐腐蝕性能;鈮和鋯使合金具有較高的強度和良好的塑性加工性能， 抗氧性和抗堿金屬腐蝕性能好;鈦金屬耐熱耐腐蝕性能好，在各種極端環(huán)境下保持較好的 性能;釹金屬加入到鎂合金中可以細化合金的顯微組織改善合金的力學(xué)性能提高合金的塑 性變形能力，有效細化基體組織改善相的形貌和分布提高合金的綜合力學(xué)性能。本發(fā)明原 料配伍合理，工藝簡單可行，制備的產(chǎn)品具備抗彈性變形能力好、力學(xué)性能好、表面光滑以 及耐腐蝕等優(yōu)點。
[0009]
【具體實施方式】 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請具體實 施例，對本發(fā)明進行更加清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實 施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造 性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0010] 實施例1 一種鎂合金半連鑄澆鑄工藝，其包括如下步驟：1)備料，2)制備物料1，3)原料預(yù)熱，4) 熔煉，5 )半連鑄，6 )熱乳和冷乳，7 )退火。
[0011] 具體地，包括如下步驟： 1) 備料:按照重量份稱取各原料備用:釹1份，鈮1份，鋯2份，玻璃纖維3份，鋅8份，石墨 10份，硅15份，鈦20份，鎂1000份； 2) 制備物料1:將玻璃纖維和石墨依次添加到丙酮中，100轉(zhuǎn)/min攪拌6小時，然后置于4 °C冷藏12小時，得到物料1;其中，丙酮與石墨的質(zhì)量比為3:2; 3) 原料預(yù)熱:將釹，鈮，鋯，鋅，硅，鈦以及鎂，分別在200°C預(yù)熱1小時； 4) 熔煉:采用坩堝電阻爐將預(yù)熱后的鎂熔化，然后在750°C加入物料1、鋅以及硅，并攪 拌熔體3min;繼續(xù)升溫至780°C，加入釹，鈮，鋯以及鈦，攪拌5min，得到合金液;熔煉過程中 采用C0 2和SF6混合氣體(體積比為50:1)進行保護； 5) 半連鑄:步驟4)所得合金液在半連續(xù)鑄造機組上半連鑄成板坯，鑄造速度6. Om/h，冷 卻水壓力〇.〇2MPa; 6) 熱乳和冷乳：將步驟5)所得板坯進行熱乳變形，熱乳道次乳下量62%，總變形量 92 %，開乳溫度730°C，終乳溫度550°C;然后進行兩道次冷乳，第一道次冷乳變形量為37 %， 經(jīng)第二道次變形后，總變形量達到60% ; 7) 退火:步驟6)所得冷乳板坯在氨分解保護氣氛下于600°C退火2小時，即得。
[0012] 實施例2 一種鎂合金半連鑄澆鑄工藝，其包括如下步驟：1)備料，2)制備物料1，3)原料預(yù)熱，4) 熔煉，5 )半連鑄，6 )熱乳和冷乳，7 )退火。
[0013] 具體地，包括如下步驟： 1)備料:按照重量份稱取各原料備用:釹2份，鈮2份，鋯4份，玻璃纖維5份，鋅12份，石墨 15份，硅20份，鈦30份，鎂1300份； 2) 制備物料1:將玻璃纖維和石墨依次添加到丙酮中，100轉(zhuǎn)/min攪拌6小時，然后置于4 °C冷藏12小時，得到物料1;其中，丙酮與石墨的質(zhì)量比為3:2; 3) 原料預(yù)熱:將釹，鈮，鋯，鋅，硅，鈦以及鎂，分別在200°C預(yù)熱1小時； 4) 熔煉:采用坩堝電阻爐將預(yù)熱后的鎂熔化，然后在750°C加入物料1、鋅以及硅，并攪 拌熔體3min;繼續(xù)升溫至780°C，加入釹，鈮，鋯以及鈦，攪拌5min，得到合金液;熔煉過程中 采用C0 2和SF6混合氣體(體積比為50:1)進行保護； 5) 半連鑄:步驟4)所得合金液在半連續(xù)鑄造機組上半連鑄成板坯，鑄造速度7. Om/h，冷 卻水壓力〇.〇4MPa; 6) 熱乳和冷乳：將步驟5)所得板坯進行熱乳變形，熱乳道次乳下量66%，總變形量 94%，開乳溫度780°C，終乳溫度610°C;然后進行兩道次冷乳，第一道次冷乳變形量為45 %， 經(jīng)第二道次變形后，總變形量達到70% ; 7) 退火:步驟6)所得冷乳板坯在氨分解保護氣氛下于660°C退火3小時，即得。
[0014] 實施例3 工藝步驟同實施例1，區(qū)別在于不添加石墨和玻璃纖維。
[0015] 實施例4 工藝步驟同實施例1，區(qū)別在于不添加釹，鈮以及鋯。
[0016] 實施例5 一、 本發(fā)明工藝制備的鎂合金產(chǎn)品性能檢測結(jié)果見表1: 表1
二、 根據(jù)GB10124-1988金屬材料試驗室均勻腐蝕全浸試驗方法，將上述實施例制備的 試樣斜立放于3.5%NaCl溶液中，4天后取出用Cr03+AgN03 +Ba (N03) 2+蒸餾水清除試樣表面 的腐蝕產(chǎn)物，然后再用丙酮和無水酒精清洗，測腐蝕速率(mm/a)。
[0017] 上述各實施例中得到的鎂合金腐蝕速率如表2所示。
[0018] 表2
' 雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及A體實施方式對本案作了詳盡的說明，但在本發(fā)明1 基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不 偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所作的修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種鎂合金半連鑄澆鑄工藝，其包括如下步驟：1)備料，2)制備物料1，3)原料預(yù)熱， 4)熔煉，5)半連鑄，6)熱乳和冷乳，7)退火。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述工藝包括如下步驟： 1) 備料:按照重量份稱取各原料備用:釹1-2份，鈮1-2份，鋯2-4份，玻璃纖維3-5份，鋅 8-12份，石墨 10-15份，硅15-20份，鈦20-30份，鎂1000-1300份； 2) 制備物料1:將玻璃纖維和石墨依次添加到丙酮中，100轉(zhuǎn)/min攪拌6小時，然后置于4 °C冷藏12小時，得到物料1;其中，所述丙酮與石墨的質(zhì)量比為3:2; 3) 原料預(yù)熱:將釹，鈮，鋯，鋅，硅，鈦以及鎂分別在200°C預(yù)熱1小時； 4) 熔煉:采用坩堝電阻爐將預(yù)熱后的鎂熔化，然后在750°C加入物料1、鋅以及硅，并攪 拌熔體3min;繼續(xù)升溫至780°C，加入釹，鈮，鋯以及鈦，攪拌5min，得到合金液;熔煉過程中 采用C0 2和SF6的混合氣體進行保護； 5) 半連鑄:步驟4)所得合金液在半連續(xù)鑄造機組上半連鑄成板坯，鑄造速度6.0-7.0m/ h，冷卻水壓力0 · 02-0 · 04MPa; 6) 熱乳和冷乳:將步驟5)所得板坯進行熱乳變形，然后進行兩道次冷乳； 7) 退火:步驟6)所得冷乳板坯在氨分解保護氣氛下于600°C-660°C退火1-3小時，即得。3. 按照權(quán)利要求1或2所述的工藝制備的鎂合金。
【專利摘要】本發(fā)明屬于鎂合金半連鑄成型領(lǐng)域，公開了一種鎂合金半連鑄澆鑄工藝，其包括如下步驟：1）備料，2）制備物料1，3）原料預(yù)熱，4）熔煉，5）半連鑄，6）熱軋和冷軋，7）退火。本發(fā)明工藝簡單可行，制備的產(chǎn)品具備抗彈性變形能力好、力學(xué)性能好、表面光滑以及耐腐蝕等優(yōu)點。
【IPC分類】C22C1/02, C22C23/00, C22F1/06
【公開號】CN105568096
【申請?zhí)枴緾N201510832013
【發(fā)明人】孫強, 王守泰, 王前進, 楊海林, 王飛, 邢伯蕾
【申請人】山東銀光鈺源輕金屬精密成型有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年11月25日