抗沖擊壓鑄鎂合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗沖擊壓鑄鎂合金和制備方法，包括：1)在惰性氣體下將鎂合金熔融與鈦混合；2)將混合后的金屬液體進(jìn)行打渣；3)將打渣后的金屬液體保溫；4)將保溫后的金屬液體與鍶混合；5)將與鍶混合后的金屬液體降溫后進(jìn)行打渣；6)將打渣后金屬液體靜置后鑄壓成型；相對于100重量份的所述鎂合金，所述鎂合金含有8.5-9.5重量份的鋁元素、0.17-0.40重量份的錳元素、0.45-0.90重量份的鋅元素、0.05重量份以下的硅元素、0.025重量份以下的銅元素、0.001重量份以下的鎳元素、0.004重量份以下的鐵元素以及余量的鎂元素；相對于100重量份的鎂合金，所述鈦的用量為0.38-0.46重量份，所述鍶的用量為0.040-0.086重量份。該壓鑄鎂合金具有優(yōu)異的抗沖擊強(qiáng)度。
【專利說明】抗沖擊壓鑄鎂合金及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及壓鑄鎂合金領(lǐng)域，具體地，涉及一種抗沖擊壓鑄鎂合金以及該壓鑄鎂 合金的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 壓鑄鎂合金AZ91D，主要作為汽車、摩托車、家電、航空和航天的產(chǎn)品支架材料。現(xiàn) 有壓鑄鎂合金AZ91D抗沖擊率在6-7kgf · cm/cm之間，往往由于其抗沖擊強(qiáng)度不高的緣故 導(dǎo)致意外事故發(fā)生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種抗沖擊壓鑄鎂合金，該抗沖擊壓鑄鎂合金具有優(yōu)異的抗 沖擊強(qiáng)度，同時(shí)制備該抗沖擊壓鑄鎂合金的方法操作簡單。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種抗沖擊壓鑄鎂合金的制備方法，所述方法包 括：
[0005] 1)在惰性氣體的存在下，將鎂合金熔融與鈦混合的工序；
[0006] 2)在670-685°C下，將與鈦混合后的金屬液體進(jìn)行第一打渣20-30min的工序；
[0007] 3)將第一打渣后的金屬液體升溫至690-705°C后并保溫20-40min的工序；
[0008] 4)將保溫后的金屬液體與鍶混合的工序；
[0009] 5)將與鍶混合后的金屬液體降溫至670-690°C并進(jìn)行第二打渣20-30min的工 序；
[0010] 6)將第二打渣后金屬液體靜置20-40min的工序；
[0011] 7)將靜置后的金屬液體鑄壓成型的工序；
[0012] 其中，相對于100重量份的所述鎂合金，所述鎂合金含有8. 5-9. 5重量份的鋁元 素、0. 17-0. 40重量份的猛元素、0. 45-0. 90重量份的鋅元素、0. 05重量份以下的娃元素、 0. 025重量份以下的銅元素、0. 001重量份以下的鎳元素、0. 004重量份以下的鐵元素以及 余量的鎂元素；相對于100重量份的鎂合金，所述鈦的用量為〇. 38-0. 46重量份，所述鍶的 用量為0. 040-0. 086重量份。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種抗沖擊壓鑄鎂合金，所述壓鑄鎂合金通過上述的方法制備而 成。
[0014] 通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明將現(xiàn)有的壓鑄鎂合金AZ91D熔融后分別添加鈦和鍶， 同時(shí)在添加鈦和鍶的過程中進(jìn)行打渣處理使得鈦和鍶能夠與壓鑄鎂合金AZ91D的溶融金 屬液體充分的兼容，從而使得制得的抗沖擊壓鑄鎂合金具有優(yōu)異的抗沖擊強(qiáng)度。
[0015] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0017] 本發(fā)明提供了一種抗沖擊壓鑄鎂合金的制備方法，所述方法包括：
[0018] 1)在惰性氣體的存在下，將鎂合金熔融與鈦混合的工序；
[0019] 2)在670-685°C下，將與鈦混合后的金屬液體進(jìn)行第一打渣20-30min的工序；
[0020] 3)將第一打渣后的金屬液體升溫至690-705°C后并保溫20-40min的工序；
[0021] 4)將保溫后的金屬液體與鍶混合的工序；
[0022] 5)將與鍶混合后的金屬液體降溫至670-690°C并進(jìn)行第二打渣20-30min的工 序；
[0023] 6)將第二打渣后金屬液體靜置20_40min的工序；
[0024] 7)將靜置后的金屬液體鑄壓成型的工序；
[0025] 其中，相對于100重量份的所述鎂合金，所述鎂合金含有8. 5-9. 5重量份的鋁元 素、0. 17-0. 40重量份的猛元素、0. 45-0. 90重量份的鋅元素、0. 05重量份以下的娃元素、 0. 025重量份以下的銅元素、0. 001重量份以下的鎳元素、0. 004重量份以下的鐵元素以及 余量的鎂元素；相對于100重量份的鎂合金，所述鈦的用量為〇. 38-0. 46重量份，所述鍶的 用量為0. 040-0. 086重量份。
[0026] 作為本發(fā)明的鎂合金可以為鎂合金AZ9ID。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明，所述第一打渣和第二打渣在本領(lǐng)域公知的打渣機(jī)中進(jìn)行。
[0028] 在將與鍶混合后的金屬液體降溫至670_690°C并在打渣機(jī)中進(jìn)行第二打渣 20-30min的工序中，所述升溫的速率可以在寬的范圍內(nèi)選擇，為了使得金屬鈦能夠充分地 和所述鎂合金晶體化，優(yōu)選地，所述升溫的速率為〇. 16-1. 75°C /min。
[0029] 在將與鍶混合后的金屬液體降溫至670_690°C并在打渣機(jī)中進(jìn)行第二打渣 20-30min的工序中，所述降溫的速率可以再寬的范圍內(nèi)選擇，為了使得金屬鍶能夠充分地 與金屬鈦和所述鎂合金晶體化，優(yōu)選地，所述降溫的速率在I. 75°C /min以下。
[0030] 在惰性氣體的存在下，將鎂合金熔融與鈦混合的工序中，所述混合的時(shí)間可以在 寬的范圍內(nèi)選擇，為了使得混合更加充分，優(yōu)選地，所述混合的時(shí)間為100-140min。
[0031] 在向保溫后的金屬液體中添加鍶并進(jìn)行混合的工序中，所述混合的時(shí)間可以在寬 的范圍內(nèi)選擇，為了使得金屬鍶能夠充分地與金屬鈦和鎂合金混合，優(yōu)選地，所述混合的時(shí) 間為 15-30min。
[0032] 在將靜置后的金屬液體鑄壓成型的工序中，為了使得鑄壓成型后的抗沖擊壓鑄鎂 合金具有更優(yōu)異的抗沖擊強(qiáng)度，優(yōu)選地，鎖模力為250T-850T。
[0033] 在將靜置后的金屬液體鑄壓成型的工序中，為了使得鑄壓成型后的抗沖擊壓鑄鎂 合金具有更優(yōu)異的抗沖擊強(qiáng)度，優(yōu)選地，所述鑄壓成型的壓強(qiáng)為2. 34-2. 93Kpa。
[0034] 在將靜置后的金屬液體鑄壓成型的工序中，為了使得鑄壓成型后的抗沖擊壓鑄鎂 合金具有更優(yōu)異的抗沖擊強(qiáng)度，鑄壓成型的溫度可以在寬的范圍選擇，所述鑄壓成型的溫 度為 685-695°C。
[0035] 本發(fā)明提供了一種抗沖擊壓鑄鎂合金，所述壓鑄鎂合金通過上述的方法制備而 成。
[0036] 以下將通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。以下實(shí)施例中，拉伸強(qiáng)度、伸長率和布 氏硬度參數(shù)通過JB/T3070-1982方法測得，抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)通過GB13820-92方法測得。
[0037] 鎂合金AZ91D是青島德興晟金屬材料有限公司的產(chǎn)品，鈦粉是北京怡天惠金屬材 料有限公司的產(chǎn)品，鍶塊是上海順有金屬材料有限公司的產(chǎn)品。
[0038] 實(shí)施例1
[0039] 1)在氮?dú)獾拇嬖谙拢瑢OOkg鎂合金AZ9ID在680°C下熔融后添加0. 40kg鈦并混 合 120min ;
[0040] 2)將混合后的金屬液體在680°C下進(jìn)行第一打渣45min ;
[0041] 3)將第一次打渣后的金屬液體以0.55°C /min的速率升溫至700°C后并保溫 30min ；
[0042] 4)向保溫后的金屬液體中添加0. 056kg鍶并進(jìn)行攪拌20min ;
[0043] 5)將攪拌后的金屬液體以I. 1°C /min的速率降溫至680°C進(jìn)行第二打渣45min并 靜置30min ;
[0044] 6)將靜置后的金屬液體調(diào)溫至690°C并鑄壓成型制得抗沖擊壓鑄鎂合金Al,其中 鎖模力為550T，壓強(qiáng)為2. 65Kpa。
[0045] 該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表1 所示。
[0046] 實(shí)施例2
[0047] 1)在氮?dú)獾拇嬖谙拢瑢OOkg鎂合金AZ9ID在670°C下熔融后添加0. 38kg鈦并混 合 IOOmin ;
[0048] 2)將混合后的金屬液體在670°C下進(jìn)行第一打渣40min ;
[0049] 3)將第一次打渣后的金屬液體以0. 16°C /min的速率升溫至690°C后并保溫 20min ；
[0050] 4)向保溫后的金屬液體中添加0. 040kg鍶并進(jìn)行攪拌15min ;
[0051] 5)將攪拌后的金屬液體以0. 15°C /min的速率降溫至670°C進(jìn)行第二打渣40min 并靜置20min ;
[0052] 6)將靜置后的金屬液體調(diào)溫至685°C并鑄壓成型制得抗沖擊壓鑄鎂合金A2,其中 鎖模力為250TT，壓強(qiáng)為2. 34Kpa。
[0053] 該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表1 所示。
[0054] 實(shí)施例3
[0055] 1)在氮?dú)獾拇嬖谙?，將IOOkg鎂合金AZ9ID在685°C下熔融后添加0. 46kg鈦并混 合 HOmin ;
[0056] 2)將混合后的金屬液體在685°C下進(jìn)行第一打漁50min ;
[0057] 3)將第一次打渣后的金屬液體以1.70°C /min的速率升溫至705°C后并保溫 2〇-40min ；
[0058] 4)向保溫后的金屬液體中添加0. 086kg鍶并進(jìn)行攪拌30min ;
[0059] 5)將攪拌后的金屬液體以I. 70°C /min的速率降溫至690°C進(jìn)行第二打渣50min 并靜置40min ;
[0060] 6)將靜置后的金屬液體調(diào)溫至695°C并鑄壓成型制得抗沖擊壓鑄鎂合金A3,其中 鎖模力為850T，壓強(qiáng)為2. 93Kpa。
[0061] 該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表I 所示。
[0062] 實(shí)施例4
[0063] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金A4,不同的是升溫工序中，升溫 的速率為〇. 16°C /min。
[0064] 該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表I 所示。
[0065] 實(shí)施例5
[0066] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金A5,不同的是升溫工序中，升溫 的速率為I. 75°c /min。該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參 數(shù)的結(jié)果如表1所示。
[0067] 實(shí)施例6
[0068] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金A6,不同的是降溫工序中，降溫 的速率為0. l〇°C /min。該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參 數(shù)的結(jié)果如表1所示。
[0069] 對比例1
[0070] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金B(yǎng)1，不同的是在升溫工序中，溫 度升至688°C。該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果 如表1所示。
[0071] 對比例2
[0072] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金B(yǎng)2,不同的是在升溫工序中，溫 度升至710°C。該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果 如表1所示。
[0073] 對比例3
[0074] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金B(yǎng)3,不同的是在降溫工序中，溫 度降至665°C。該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果 如表1所示。
[0075] 對比例4
[0076] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金M，不同的是沒有第一打渣工 序。該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表1所 /Jn 〇
[0077] 對比例5
[0078] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金B(yǎng)5,不同的是沒有第二打渣工 序。該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表1所 /Jn 〇
[0079] 對比例6
[0080] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金B(yǎng)6,不同的是不添加金屬鈦。該 抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表1所示。
[0081] 對比例7
[0082] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金B(yǎng)7,不同的是不添加金屬鍶。該 抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表1所示。
[0083] 對比例8
[0084] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金B(yǎng)8,不同的是保溫時(shí)間為lOmin。 該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表1所示。
[0085] 對比例9
[0086] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金B(yǎng)9,不同的是保溫時(shí)間為50min。 該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表1所示。
[0087] 對比例10
[0088] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金B(yǎng)10,不同的是靜置時(shí)間為 lOmin。該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表1 所示。
[0089] 對比例11
[0090] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金B(yǎng)11，不同的是靜置時(shí)間為 50min。該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表1 所示。
[0091] 對比例12
[0092] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金B(yǎng)12,不同的是第一打渣時(shí)間為 20min。該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表1 所示。
[0093] 對比例13
[0094] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金B(yǎng)13,不同的是第一打渣時(shí)間為 60min。該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表1 所示。
[0095] 對比例14
[0096] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金B(yǎng)14,不同的是第二打渣時(shí)間為 lOmin。該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表1 所示。
[0097] 對比例15
[0098] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得抗沖擊壓鑄鎂合金B(yǎng)15,不同的是第二打渣時(shí)間為 50min。該抗沖擊壓鑄鎂合金拉伸強(qiáng)度、伸長率、布氏硬度和抗沖擊強(qiáng)度參數(shù)的結(jié)果如表1 所示。
[0099] 表 1 [01001

【權(quán)利要求】
1. 一種抗沖擊壓鑄鎂合金的制備方法，其特征在于，所述方法包括： 1) 在惰性氣體的存在下，將鎂合金熔融與鈦混合的工序； 2) 在670-685°C下，將與鈦混合后的金屬液體進(jìn)行第一打渣40-50min的工序； 3) 將第一打渣后的金屬液體升溫至690-705°C后并保溫20-40min的工序； 4) 將保溫后的金屬液體與鍶混合的工序； 5) 將與鍶混合后的金屬液體降溫至670-690°C并進(jìn)行第二打渣20-30min的工序； 6) 將第二打渣后金屬液體靜置20-40min的工序； 7) 將靜置后的金屬液體鑄壓成型的工序； 其中，相對于100重量份的所述鎂合金，所述鎂合金含有8. 5-9. 5重量份的鋁元素、 0. 17-0. 40重量份的錳元素、0. 45-0. 90重量份的鋅元素、0. 05重量份以下的硅元素、0. 025 重量份以下的銅元素、〇. 001重量份以下的鎳元素、〇. 004重量份以下的鐵元素以及余量的 鎂元素； 相對于100重量份的鎂合金，所述鈦的用量為0. 38-0. 46重量份，所述鍶的用量為 0? 040-0. 086 重量份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，在所述升溫工序中，所述升溫的速率為 0? 16-1. 75°C /min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，在所述降溫工序中，所述降溫的速率在 1. 75°C /min 以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，在將鎂合金熔融與鈦混合 的工序中，所述混合的時(shí)間為100_140min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，在將保溫后的金屬液體與 鍶混合的工序中，所述混合的時(shí)間為15-30min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，在鑄壓成型的工序中，鎖模 力為 25〇T_85〇T。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，所述鑄壓成型的壓強(qiáng)為 2. 34~2, 93Kpa〇
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任意一項(xiàng)所述的制備方法，其中，所述鑄壓成型的溫度為 685-695 °C。
9. 一種抗沖擊壓鑄鎂合金，其特征在于，所述壓鑄鎂合金通過權(quán)利要求1-8中的任意 一項(xiàng)所述的方法制備而成。
【文檔編號】C22C23/02GK104313424SQ201410499549
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】張建軍, 陶秀秀, 周學(xué)才, 婁慧, 林玉麟 申請人:鎂聯(lián)科技（蕪湖）有限公司