一種增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金的制備方法，是針對(duì)鎂鋰合金強(qiáng)度低、韌性差的情況，先制備鋁硅釔中間合金，然后摻雜到鎂鋰合金中，經(jīng)真空感應(yīng)加熱熔煉、氬氣低吹保護(hù)、澆鑄，制成鎂鋰合金錠，再經(jīng)多道次加熱輥軋成型，制成鎂鋰合金板，經(jīng)低溫回火，制成增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金，制備的鎂鋰合金金相組織致密性好、晶粒細(xì)化，鋁硅釔中間合金均勻分布于合金基體中，鎂鋰合金屈服強(qiáng)度達(dá)189MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)205MPa，可在多種技術(shù)領(lǐng)域得到應(yīng)用，是先進(jìn)的增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金的制備方法。
【專利說(shuō)明】
一種増強(qiáng)増韌型鏌鋰合金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金的制備方法，屬有色輕金屬材料制備及應(yīng)用 的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎂及鎂合金是有色金屬材料，鎂合金具有高比強(qiáng)度、高比剛度、高彈性模量和良好 的鑄造性，但強(qiáng)度低、硬度低、耐腐蝕性差，極大的影響了鎂及鎂合金的應(yīng)用范圍。
[0003] 鎂鋰合金是一種有色輕金屬合金，具有質(zhì)輕、高比強(qiáng)度、高韌性的特點(diǎn)，常在航空、 航天、電子工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域得到應(yīng)用，但鎂鋰合金的強(qiáng)度低、力學(xué)性能差、耐熱性能差， 限制了其作為結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用范圍；為了提高鎂鋰合金的力學(xué)性能，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，常在鎂 鋰合金中添加其他合金元素，例如鋁、錳、鋅、鍶等，以細(xì)化晶粒，通過(guò)煉制、擠壓、細(xì)化，達(dá)到 增強(qiáng)力學(xué)性能的目的，但這些方法還處于科學(xué)試驗(yàn)中，具體的工藝技術(shù)還有待進(jìn)一步探討。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的
[0005] 本發(fā)明的目的是針對(duì)【背景技術(shù)】的不足，以鎂、鋰為合金元素，摻雜鋁硅釔中間合 金，經(jīng)真空感應(yīng)熔煉、乳制、低溫回火，制成增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金，以提高鎂鋰合金的強(qiáng)度、 韌性及耐熱性能，擴(kuò)大鎂鋰合金的使用范圍
[0006] 技術(shù)方案
[0007] 本發(fā)明使用的化學(xué)物質(zhì)材料為:鎂、鋰、鋁、硅、釔、無(wú)水乙醇、氬氣，其準(zhǔn)備用量如 下：以克、毫升、厘米3為計(jì)量單位
[0009] 制備方法如下：
[0010] (1)精選化學(xué)物質(zhì)材料
[0011]對(duì)制備使用的化學(xué)物質(zhì)材料要進(jìn)行精選，并進(jìn)行質(zhì)量純度控制：
[0013] (2)制備鋁硅釔共晶合金
[0014] 鋁硅釔共晶合金的熔煉是在真空感應(yīng)熔煉爐內(nèi)進(jìn)行的，是在抽真空、中頻感應(yīng)加 熱、氬氣低吹過(guò)程中完成的；
[0015] ①制備開(kāi)合式模具
[0016] 開(kāi)合式模具用不銹鋼材料制作，模具型腔為矩形體，型腔表面粗糙度Ra0.0 8-0.16 μπι;
[0017] ②清理真空感應(yīng)熔煉爐
[0018]開(kāi)啟真空感應(yīng)熔煉爐，用金屬鏟、金屬刷清理不銹鋼熔煉坩堝，用氬氣清除爐內(nèi)有 害氣體，使?fàn)t內(nèi)清潔；
[0019] ③稱取鋁42g±0.001g、硅5.58±0.0018、釔2.58±0.0018，加入熔煉坩堝中，并密 封真空感應(yīng)熔煉爐；
[0020] ④開(kāi)啟真空栗，抽取爐腔內(nèi)空氣，使?fàn)t內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到6Pa;
[0021 ]⑤開(kāi)啟中頻感應(yīng)加熱器，加熱熔煉坩堝及其內(nèi)的鋁塊、硅塊、釔塊，加熱溫度1500 。?！?。。；
[0022]開(kāi)啟氬氣低吹管，氬氣低吹速度200cm3/min，使?fàn)t內(nèi)壓強(qiáng)恒定在1個(gè)大氣壓，并由 出氣管閥調(diào)控；
[0023] 加熱，氬氣低吹時(shí)間6min;
[0024]恪煉后成錯(cuò)娃紀(jì)共晶合金液，靜置5min;
[0025]鋁硅釔在熔煉過(guò)程中將發(fā)生合金化反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下：
[0027] 式中:AlSiY:鋁硅釔共晶合金 [0028] ⑥饒鑄
[0029 ]關(guān)閉中頻感應(yīng)加熱器，關(guān)閉氬氣低吹管；
[0030] 打開(kāi)真空感應(yīng)熔煉爐，將熔煉坩堝及其內(nèi)的鋁硅釔共晶合金液對(duì)準(zhǔn)開(kāi)合式模具進(jìn) 行澆鑄，澆滿為止；
[0031] ⑦冷卻
[0032] 將開(kāi)合式模具及其內(nèi)的鑄錠埋入細(xì)沙中，冷卻至25°C ;
[0033] ⑧開(kāi)模
[0034] 打開(kāi)開(kāi)合式模具，取出鑄錠，即錯(cuò)娃紀(jì)共晶合金錠；
[0035] ⑨清理、切塊
[0036]將鋁硅釔共晶合金錠置于鋼質(zhì)平板上，用砂紙清理鑄錠表面；用機(jī)械切制鑄錠，成 鋁硅釔共晶合金塊;然后用無(wú)水乙醇進(jìn)行清洗，清洗后晾干；
[0037] (3)制備增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金
[0038] 增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金的熔煉是在真空感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行的，是在抽真空、中頻感 應(yīng)加熱、氬氣低吹過(guò)程中完成的；
[0039] ①清洗開(kāi)合式模具型腔，使矩形體模具型腔潔凈；
[0040] ②清理不銹鋼熔煉坩堝，使坩堝內(nèi)潔凈；
[0041 ] ③稱取鎂30g±0.001g、鋰4.48±0.0018、鋁硅釔共晶合金塊6.68±0.001 8，加入 不銹鋼熔煉坩堝內(nèi)，并密閉真空感應(yīng)熔煉爐；
[0042]④開(kāi)啟真空栗，抽取爐內(nèi)空氣，使?fàn)t內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)6Pa;
[0043]⑤開(kāi)啟中頻感應(yīng)加熱器，加熱不銹鋼熔煉坩堝及其內(nèi)的鎂塊、鋰塊、鋁硅釔共晶合 金塊，加熱溫度700°C ± 2°C ;開(kāi)啟氬氣低吹管，氬氣低吹速度200cm3/min，使?fàn)t內(nèi)壓強(qiáng)恒定 在1個(gè)大氣壓，并由出氣管閥調(diào)控；
[0044] 熔煉、氬氣低吹時(shí)間4min;
[0045]在熔煉、氬氣低吹過(guò)程中將發(fā)生合金化反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下：
[0047] 式中:MgLiAlSiY:增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金
[0048] ⑥澆鑄
[0049] 預(yù)熱開(kāi)合式不銹鋼模具，預(yù)熱溫度100°C ;
[0050] 關(guān)閉中頻感應(yīng)加熱器，關(guān)閉氬氣低吹管；
[0051 ]打開(kāi)真空感應(yīng)熔煉爐，將熔煉坩堝及其內(nèi)的鎂鋰合金液對(duì)準(zhǔn)不銹鋼模具澆口，進(jìn) 行澆鑄，澆滿為止；
[0052] ⑦冷卻
[0053]將模具及其內(nèi)的鑄錠埋入細(xì)沙中，冷卻至25°C ;
[0054] ⑧開(kāi)模
[0055] 打開(kāi)不銹鋼開(kāi)合式模具，取出鑄錠，即鎂鋰合金錠；
[0056] ⑨清理
[0057]將鎂鋰合金錠置于鋼質(zhì)平板上，用砂紙清理鑄錠周邊及表面，然后用無(wú)水乙醇清 洗，清洗后晾干；
[0058] (4)輥乳成型
[0059] 鎂鋰合金錠的輥乳成型是在立式輥乳機(jī)上進(jìn)行的，是在輥乳機(jī)上加熱、上下乳輥 相向施壓過(guò)程中完成的；
[0060] ①將立式輥乳機(jī)的上、下乳輥分別加熱至150°C，并保溫；
[0061 ]②將鎂鋰合金錠置于輥乳機(jī)的上乳輥和下乳輥之間，調(diào)整好輥乳距離；
[0062] ③開(kāi)啟上乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)箱、下乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)箱，上乳輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)， 下乳輯的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，鎂鋰合金錠由左向右乳制，乳制速度1 〇mm/min;
[0063] 加熱乳制進(jìn)行6道次，乳制冶成鎂鋰合金板；
[0064] (5)低溫回火
[0065] 將乳制后的鎂鋰合金板置于回火爐中，進(jìn)行低溫回火，回火溫度100°C，回火時(shí)間 60min;在回火過(guò)程中進(jìn)行氬氣保護(hù)，氬氣輸入速度100cm 3/min;
[0066] (6)清理、打磨、清洗
[0067]將回火后的鎂鋰合金板置于鋼質(zhì)平板上，用機(jī)械清理鎂鋰合金板周邊及正反表 面，然后用砂紙打磨，使周邊及表面規(guī)整;然后用無(wú)水乙醇清洗鎂鋰合金板周邊及表面，使 其潔凈；
[0068] (7)檢測(cè)、分析、表征
[0069]對(duì)鎂鋰合金板的形貌、色澤、化學(xué)物理性能、力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)、分析、表征；
[0070]用掃描電子顯微鏡進(jìn)行形貌分析；
[0071 ]用X射線衍射進(jìn)行物相分析；
[0072] 結(jié)論:鎂鋰合金板為銀白色，金相組織致密性好，晶粒細(xì)化，鋰及鋁硅釔中間合金 均勻分布于合金基體中，合金屈服強(qiáng)度達(dá)189MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)205MPa;
[0073] (8)包裝儲(chǔ)存
[0074] 制備的鎂鋰合金板用軟質(zhì)材料包裝，儲(chǔ)存于干燥潔凈環(huán)境，要防潮、防氧化、防酸 堿鹽類侵蝕，儲(chǔ)存溫度為20°C，相對(duì)濕度5 10%。
[0075]有益效果
[0076]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比具有明顯的先進(jìn)性，是針對(duì)鎂鋰合金強(qiáng)度低、韌性差的情 況，先制備鋁硅釔共晶合金，然后摻雜到鎂鋰合金中，經(jīng)真空感應(yīng)加熱熔煉、氬氣低吹保護(hù)、 澆鑄，制成鎂鋰合金錠，再經(jīng)多道次加熱輥乳成型，制成鎂鋰合金板，經(jīng)低溫回火、制成增強(qiáng) 增韌型鎂鋰合金，此制備方法工藝先進(jìn)、數(shù)據(jù)精確翔實(shí)，制備的鎂鋰合金金相組織致密性 好，晶粒細(xì)化，鋁硅釔共晶合金均勻分布于合金基體中，鎂鋰合金屈服強(qiáng)度達(dá)189MPa，抗拉 強(qiáng)度達(dá)2058MP，可在多種技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用，是先進(jìn)的增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金的制備方法。
【附圖說(shuō)明】
[0077]圖1鎂鋰合金真空感應(yīng)熔煉狀態(tài)圖 [0078]圖2鎂鋰合金加熱輥乳狀態(tài)圖 [0079]圖3鎂鋰合金橫切面形貌圖 [0080]圖4鎂鋰合金衍射強(qiáng)度圖譜 [0081 ]圖中所示，附圖標(biāo)記清單如下：
[0082] 1、真空感應(yīng)熔煉爐，2、爐座，3、爐腔，4、出氣管，5、出氣閥，6、工作臺(tái)，7、熔煉坩堝， 8、中頻感應(yīng)加熱器，9、鎂鋰合金液，10、氬氣，11、底吹栗，12、底吹管，13、真空栗，14、真空 管，15、氬氣瓶，16、氬氣管，17、氬氣閥，18、電控箱，19、第一顯不屏，20、第一指不燈，21、第 一電源開(kāi)關(guān)，22、第一加熱溫度控制器，23、真空栗控制器，24、底吹栗控制器，25、第一導(dǎo)線， 26、第二導(dǎo)線，27、外水循環(huán)冷卻管，28、進(jìn)水閥，29、出水閥，30、爐蓋，31、輥乳機(jī)，32、頂座， 33、左立柱，34、右立柱，35、上乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)箱，36、下乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)箱，37、上乳輥，38、下乳 輥，39、第二顯示屏，40、第二指示燈，41、第二電源開(kāi)關(guān)，42、上乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)控制器，43、下 乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)控制器，44、鎂鋰合金板，45、左支架，46、右支架。
【具體實(shí)施方式】
[0083]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：
[0084] 圖1所示，為鎂鋰合金真空感應(yīng)熔煉狀態(tài)圖，各部位置，連接關(guān)系要正確，按量配 比，按序熔煉。
[0085] 制備使用的化學(xué)物質(zhì)的量值是按預(yù)先設(shè)置的范圍確定的，以克、毫升、厘米3為計(jì) 量單位。
[0086] 鎂鋰合金的熔煉是在真空感應(yīng)熔煉爐內(nèi)進(jìn)行的，是在抽真空、中頻感應(yīng)加熱、氬氣 底吹過(guò)程中完成的；
[0087]真空感應(yīng)熔煉爐為立式，真空感應(yīng)熔煉爐1的底部為爐座2、頂部為爐蓋30、內(nèi)部為 爐腔3;真空感應(yīng)熔煉爐1的外部設(shè)有外水循環(huán)冷卻管27、并由進(jìn)水閥28、出水閥29連接外接 水源;在爐座2的下部由左支架45、右支架46支撐;在爐腔3的內(nèi)部設(shè)有工作臺(tái)6，在工作臺(tái)6 上部為熔煉坩堝7，熔煉坩堝7外部設(shè)有中頻感應(yīng)加熱器8，熔煉坩堝7內(nèi)為鎂鋰合金液9，爐 腔3內(nèi)由氬氣10充填;在真空感應(yīng)熔煉爐1的右上部設(shè)有出氣管4、出氣閥5;在真空感應(yīng)熔煉 爐1的左部設(shè)有氬氣瓶15,氬氣瓶15上部設(shè)有氬氣管16、氬氣閥17;在左支架45內(nèi)側(cè)設(shè)有底 吹栗11，底吹栗11左部連接氬氣管16,右部連接底吹管12,底吹管12穿過(guò)爐座2、真空熔煉爐 1、熔煉坩堝7,向熔煉坩堝7內(nèi)輸入氬氣10;在右支架46內(nèi)側(cè)設(shè)有真空栗13,真空栗13連接真 空管14,真空管14與爐腔3連通;在真空感應(yīng)熔煉爐1的右部設(shè)有電控箱18,在電控箱18上設(shè) 有第一顯示屏19、第一指示燈20、第一電源開(kāi)關(guān)21、第一加熱溫度控制器22、真空栗控制器 23、底吹栗控制器24;電控箱18通過(guò)第一導(dǎo)線25與中頻感應(yīng)加熱器8連接；電控箱18通過(guò)第 二導(dǎo)線26與底吹栗11、真空栗13連接。
[0088]圖2所示，為鎂鋰合金輥乳狀態(tài)圖，各部位置要正確，按序乳制。
[0089]輥乳機(jī)為立式，在輥乳機(jī)31的上部為頂座32，并由左立柱33、右立柱34支撐;在頂 座32的中間下部設(shè)有上乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)箱35，上乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)箱35連接上乳輥37;在輥乳機(jī) 31中間上部設(shè)有下乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)箱36，下乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)箱36連接下乳輥38;在輥乳機(jī)31上 設(shè)有第二顯示屏39、第二指示燈40、第二電源開(kāi)關(guān)41、上乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)控制器42、下乳輥加 熱轉(zhuǎn)動(dòng)控制器43;在上乳輥37、下乳輥38之間置放鎂鋰合金板44，上乳輥37轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí) 針轉(zhuǎn)動(dòng)，下乳輥38轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，鎂鋰合金板44由左向右乳制。
[0090]圖3所示，為增強(qiáng)增韌型鎂鉀合金橫切面形貌圖，圖中所示:整個(gè)截面分為2部分， 包括基體組織和析出相，其中灰色鎂基體，白色為析出相，鎂基體和析出相呈現(xiàn)良好的分 布，同時(shí)在基體中仍殘留聚集的白亮析出相;析出相沿晶界析出，對(duì)合金起到析出強(qiáng)化的作 用。
[0091 ]圖4所示，為增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金X射線衍射圖譜，由圖中分析可知組織主要為L(zhǎng)i 相、AlLi相、MgLIAl相、MgSi相和MgY相，圖中MgLIAl相、MgSi相和MgY相的衍射峰出現(xiàn)，表明 鎂鋰合金得到了增強(qiáng)增韌。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金的制備方法，其特征在于： 使用的化學(xué)物質(zhì)材料為:鎂、鋰、錯(cuò)、娃、紀(jì)、無(wú)水乙醇、氬氣，其準(zhǔn)備用量如下：以克、毫 升、厘米3為計(jì)量單位 鎂：Mg 90g±0.001g 鋰:U 13.17g±0.001g 鋁：Al 42g±0.001g 娃：Si 5.5g±0.001g fe Y 2.5g±0.001g 無(wú)水乙醇：C2H5OH 1000mL±20mL 氬氣：Ar 800000cm3 ±100cm3 制備方法如下： (1) 精選化學(xué)物質(zhì)材料 對(duì)制備使用的化學(xué)物質(zhì)材料要進(jìn)行精選，并進(jìn)行質(zhì)量純度控制： 鎂：固態(tài)塊體 99.8% 鋰：固態(tài)塊體 99 6% 鋁：固態(tài)塊體 99 6% 硅；固態(tài)塊體 99 2% 釔：固態(tài)塊體 99,6% 無(wú)水乙醇：液態(tài)液體 99.8% 氣氣氣態(tài)氣體 _99:。:9:% (2) 制備鋁硅釔共晶合金 鋁硅釔共晶合金的熔煉是在真空感應(yīng)熔煉爐內(nèi)進(jìn)行的，是在抽真空、中頻感應(yīng)加熱、氬 氣低吹過(guò)程中完成的； ① 制備開(kāi)合式模具 開(kāi)合式模具用不銹鋼材料制作，模具型腔為矩形體，型腔表面粗糙度Ra0.0 8-0.16μπι; ② 清理真空感應(yīng)熔煉爐 開(kāi)啟真空感應(yīng)熔煉爐，用金屬鏟、金屬刷清理不銹鋼熔煉坩堝，用氬氣清除爐內(nèi)有害氣 體，使?fàn)t內(nèi)清潔； ③ 稱取鋁42g±0.001g、硅5.5g±0.001g、釔2.5g±0.001g，加入熔煉坩堝中，并密封真 空感應(yīng)熔煉爐； ④ 開(kāi)啟真空栗，抽取爐腔內(nèi)空氣，使?fàn)t內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到6Pa; ⑤ 開(kāi)啟中頻感應(yīng)加熱器，加熱熔煉坩堝及其內(nèi)的鋁塊、硅塊、釔塊，加熱溫度1500°C ± 2 °C； 開(kāi)啟氬氣低吹管，氬氣低吹速度200cm3/min，使?fàn)t內(nèi)壓強(qiáng)恒定在1個(gè)大氣壓，并由出氣 管閥調(diào)控； 加熱，氬氣低吹時(shí)間6min; 熔煉后成鋁硅釔共晶合金液，靜置5min; 鋁硅釔在熔煉過(guò)程中將發(fā)生合金化反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下：式中:AlSiY:鋁硅釔共晶合金 ?澆鑄 關(guān)閉中頻感應(yīng)加熱器，關(guān)閉氬氣低吹管； 打開(kāi)真空感應(yīng)熔煉爐，將熔煉坩堝及其內(nèi)的鋁硅釔共晶合金液對(duì)準(zhǔn)開(kāi)合式模具進(jìn)行澆 鑄，饒滿為止； ⑦ 冷卻 將開(kāi)合式模具及其內(nèi)的鑄錠埋入細(xì)沙中，冷卻至25 °C ; ⑧ 開(kāi)模 打開(kāi)開(kāi)合式模具，取出鑄錠，即鋁硅釔共晶合金錠； ⑨ 清理、切塊 將鋁硅釔共晶合金錠置于鋼質(zhì)平板上，用砂紙清理鑄錠表面；用機(jī)械切制鑄錠，成鋁硅 釔共晶合金塊;然后用無(wú)水乙醇進(jìn)行清洗，清洗后晾干； (3)制備增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金 增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金的熔煉是在真空感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行的，是在抽真空、中頻感應(yīng)加 熱、氬氣低吹過(guò)程中完成的； ① 清洗開(kāi)合式模具型腔，使矩形體模具型腔潔凈； ② 清理不銹鋼熔煉坩堝，使坩堝內(nèi)潔凈； ③ 稱取鎂30g ± 0 · 00lg、鋰4 · 4g ± 0 · 001 g、鋁硅釔共晶合金塊6 · 6g ± 0 · 00lg，加入不銹 鋼熔煉坩堝內(nèi)，并密閉真空感應(yīng)熔煉爐； ④ 開(kāi)啟真空栗，抽取爐內(nèi)空氣，使?fàn)t內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)6Pa; ⑤ 開(kāi)啟中頻感應(yīng)加熱器，加熱不銹鋼熔煉坩堝及其內(nèi)的鎂塊、鋰塊、鋁硅釔共晶合金 塊，加熱溫度700°C ± 2°C ;開(kāi)啟氬氣低吹管，氬氣低吹速度200cm3/min，使?fàn)t內(nèi)壓強(qiáng)恒定在1 個(gè)大氣壓，并由出氣管閥調(diào)控； 熔煉、氬氣低吹時(shí)間4min; 在熔煉、氬氣低吹過(guò)程中將發(fā)生合金化反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下：式中:MgLiAlSiY:增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金 ?澆鑄 預(yù)熱開(kāi)合式不銹鋼模具，預(yù)熱溫度l〇〇°C; 關(guān)閉中頻感應(yīng)加熱器，關(guān)閉氬氣低吹管； 打開(kāi)真空感應(yīng)熔煉爐，將熔煉坩堝及其內(nèi)的鎂鋰合金液對(duì)準(zhǔn)不銹鋼模具澆口，進(jìn)行澆 鑄，饒滿為止； ⑦ 冷卻 將模具及其內(nèi)的鑄錠埋入細(xì)沙中，冷卻至25°C ; ⑧ 開(kāi)模 打開(kāi)不銹鋼開(kāi)合式模具，取出鑄錠，即鎂鋰合金錠； ⑨ 清理 將鎂鋰合金錠置于鋼質(zhì)平板上，用砂紙清理鑄錠周邊及表面，然后用無(wú)水乙醇清洗，清 洗后晾干； (4) 輥乳成型 鎂鋰合金錠的輥乳成型是在立式輥乳機(jī)上進(jìn)行的，是在輥乳機(jī)上加熱、上下乳輥相向 施壓過(guò)程中完成的； ① 將立式輥乳機(jī)的上、下乳輥分別加熱至150°C，并保溫； ② 將鎂鋰合金錠置于輥乳機(jī)的上乳輥和下乳輥之間，調(diào)整好輥乳距離； ③ 開(kāi)啟上乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)箱、下乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)箱，上乳輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，下乳 車?yán)サ霓D(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，鎂鋰合金錠由左向右乳制，乳制速度1 Omm/min; 加熱乳制進(jìn)行6道次，乳制冶成鎂鋰合金板； (5) 低溫回火 將乳制后的鎂鋰合金板置于回火爐中，進(jìn)行低溫回火，回火溫度100 °C，回火時(shí)間 60min;在回火過(guò)程中進(jìn)行氬氣保護(hù)，氬氣輸入速度100cm3/min; (6) 清理、打磨、清洗 將回火后的鎂鋰合金板置于鋼質(zhì)平板上，用機(jī)械清理鎂鋰合金板周邊及正反表面，然 后用砂紙打磨，使周邊及表面規(guī)整；然后用無(wú)水乙醇清洗鎂鋰合金板周邊及表面，使其潔 凈； (7) 檢測(cè)、分析、表征 對(duì)鎂鋰合金板的形貌、色澤、化學(xué)物理性能、力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)、分析、表征； 用掃描電子顯微鏡進(jìn)行形貌分析； 用X射線衍射進(jìn)行物相分析； 結(jié)論:鎂鋰合金板為銀白色，金相組織致密性好，晶粒細(xì)化，鋰及鋁硅釔中間合金均勻 分布于合金基體中，合金屈服強(qiáng)度達(dá)189MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)205MPa; (8) 包裝儲(chǔ)存 制備的鎂鋰合金板用軟質(zhì)材料包裝，儲(chǔ)存于干燥潔凈環(huán)境，要防潮、防氧化、防酸堿鹽 類侵蝕，儲(chǔ)存溫度為20°C，相對(duì)濕度5 10%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金的制備方法，其特征在于： 鎂鋰合金的熔煉是在真空感應(yīng)熔煉爐內(nèi)進(jìn)行的，是在抽真空、中頻感應(yīng)加熱、氬氣底吹 過(guò)程中完成的； 鎂鋰合金的熔煉是在真空感應(yīng)熔煉爐內(nèi)進(jìn)行的，是在抽真空、中頻感應(yīng)加熱、氬氣底吹 過(guò)程中完成的； 真空感應(yīng)熔煉爐為立式，真空感應(yīng)熔煉爐（1)的底部為爐座(2)、頂部為爐蓋(30)、內(nèi)部 為爐腔(3);真空感應(yīng)熔煉爐（1)的外部設(shè)有外水循環(huán)冷卻管(27)、并由進(jìn)水閥（28)、出水閥 (29)連接外接水源;在爐座(2)的下部由左支架(45)、右支架(46)支撐;在爐腔(3)的內(nèi)部設(shè) 有工作臺(tái)（6)，在工作臺(tái)（6)上部為熔煉坩堝（7)，熔煉坩堝（7)外部設(shè)有中頻感應(yīng)加熱器 (8)，熔煉坩堝(7)內(nèi)為鎂鋰合金液(9)，爐腔(3)內(nèi)由氬氣（10)充填;在真空感應(yīng)熔煉爐（1) 的右上部設(shè)有出氣管(4)、出氣閥（5);在真空感應(yīng)熔煉爐（1)的左部設(shè)有氬氣瓶（15)，氬氣 瓶(15)上部設(shè)有氬氣管（16)、氬氣閥（17);在左支架(45)內(nèi)側(cè)設(shè)有底吹栗（11)，底吹栗（11) 左部連接氬氣管（16)，右部連接底吹管（12)，底吹管（12)穿過(guò)爐座(2)、真空熔煉爐（1)、熔 煉坩堝(7)，向熔煉坩堝（7)內(nèi)輸入氬氣（10);在右支架(46)內(nèi)側(cè)設(shè)有真空栗（13)，真空栗 (13)連接真空管（14 )，真空管（14)與爐腔(3)連通;在真空感應(yīng)熔煉爐（1)的右部設(shè)有電控 箱（18)，在電控箱（18)上設(shè)有第一顯示屏（19)、第一指示燈(20)、第一電源開(kāi)關(guān)(21)、第一 加熱溫度控制器（22)、真空栗控制器（23)、底吹栗控制器(24);電控箱（18)通過(guò)第一導(dǎo)線 (25)與中頻感應(yīng)加熱器(8)連接;電控箱（18)通過(guò)第二導(dǎo)線(26)與底吹栗（11)、真空栗（13) 連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)增韌型鎂鋰合金的制備方法，其特征在于： 鎂鋰合金的輥乳機(jī)成型是在立式輥乳機(jī)上進(jìn)行的，是在輥乳機(jī)上加熱、上下乳輥相向 施壓過(guò)程中完成的； 輥乳機(jī)為立式，在輥乳機(jī)(31)的上部為頂座（32)，并由左立柱（33)、右立柱（34)支撐； 在頂座（32)的中間下部設(shè)有上乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)箱（35 )，上乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)箱（35)連接上乳輥 (37);在輥乳機(jī)(31)中間上部設(shè)有下乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)箱(36 )，在下乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)箱(36)連接 下乳輥(38);在輥乳機(jī)(31)上設(shè)有第二顯示屏(39)、第二指示燈(40)、第二電源開(kāi)關(guān)(41)、 上乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)控制器(42)、下乳輥加熱轉(zhuǎn)動(dòng)控制器(43);在上乳輥(37)、下乳輥(38)之間 置放鎂鋰合金板(44 )，上乳輥(37)轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，下乳輥(38)轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針 轉(zhuǎn)動(dòng)，鎂鋰合金板(44)由左向右乳制。
【文檔編號(hào)】C22C1/03GK105950927SQ201610412731
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月13日
【發(fā)明人】梁偉, 趙子龍, 高強(qiáng), 邊麗萍, 李線絨, 葉哲, 郝欣偉
【申請(qǐng)人】太原理工大學(xué)