一種堿土耐熱鎂合金的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種堿土耐熱鎂合金的制備方法，是以鎂鋁為原料，經添加鎂鍶中間合金、鎂鈣中間合金、鎂釔中間合金、鎂鑭中間合金，堿土類鎂鍶中間合金、鎂鈣中間合金為添加主鏈，經真空熔煉爐熔煉、氬氣保護，澆鑄成錠，經切制、低溫回火，制成堿土耐熱鎂合金錠，此制備方法工藝先進，配比合理，數據翔實精確，不污染環境，安全穩定可靠，制備的堿土耐熱鎂合金錠金相組織致密，強度高，在200℃保溫20min后抗拉強度達到190MPa、屈服強度達到140MPa、伸長率為4.0%，是十分理想的制備堿土耐熱鎂合金的方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，屬有色金屬制備及應用的

技術介紹
鎂及鎂合金是最輕的金屬結構材料，具有高的比強度和比剛度、良好的導電導熱性、磁屏蔽性、阻尼減震性、可切削性，在航空、航天、汽車、電子、通訊等工業領域得到了廣 泛應用。鎂及鎂合金雖然有較多的優良性能和廣泛的用途，但本身也有缺陷和性能的不足，例如強度低、耐熱性差、耐腐蝕性差、熔點低、塑性差，極大的限制了鎂及鎂合金的應用范圍。由于鎂及鎂合金獨特的化學物理性能，在制備和熔煉過程中，鎂元素極易燃燒和蒸發，而且極易氧化，給制備鎂合金帶來了很多困難，尤其是制備耐熱鎂合金還沒有成熟的技術方案，還處于探討和研究中。
技術實現思路
專利技術目的 本專利技術的目的是針對
技術介紹
的不足，采用一種新的熔煉技術和制備方法，在熔煉過程中添加堿土元素鍶、鈣、稀土元素釔和鑭，在真空熔煉爐內，在氬氣保護下制成堿土耐熱鎂合金，以提高鎂合金的耐熱性能。技術方案 本專利技術使用的化學物質材料為鎂、鋁、鎂鍶中間合金、鎂鈣中間合金、鎂釔中間合金、 鎂鑭中間合金、無水乙醇、氬氣、細砂、砂紙、脫脂棉、凡士林，其組合準備用量如下以克、毫 升、毫米、厘米3為計量單位 鎂Mg 1512g±2g 鋁Al 170g±0.5g 鎂鍶中間合金=Mg67Sr5 200g±0. 5g 鎂鈣中間合金=Mg2tlCa3 60g±0. 5g 鎂釔中間合金=Mg15Y 48g±0. 5g 鎂鑭中間合金Mg375La7 10g±0. 5g 無水乙醇CH3CH2OH 200mL±5mL 氬氣Ar 100000cm3± IOOcm3 細砂5000g 砂紙400 粒 200 X0. 5 X 150mm I 張 脫脂棉500g 凡士林500g制備方法如下 (1)、精選化學物質材料 對制備使用的化學物質材料要進行精選，并進行質量純度控制 鎂固態塊狀99. 99 % 鋁固態塊狀99. 99 % 鎂鍶中間合金固態塊狀99. 98% 鎂鈣中間合金固態塊狀99. 98% 鎂釔中間合金固態塊狀99. 98% 鎂鑭中間合金固態塊狀99. 98% 無水乙醇液態液體99. 99% 氬氣氣態氣體99. 5% 細砂固態砂粒 砂紙固態紙狀 脫脂棉固態絮狀 凡士林液態粘稠狀 (2)、預制開合式不銹鋼模具 對澆鑄使用的模具要進行預制，模具結構為開合式，模體材料為不銹鋼，外形尺寸為500 mm X 400 mm X 200 mm，型腔形狀為T字形； (3)、制備堿土耐熱鎂合金 堿土耐熱鎂合金的制備是在真空熔煉爐內進行的，是在加熱、氬氣保護、添加中間合金、外水循環冷卻下完成的； I清理真空熔煉爐，用吸塵器抽吸爐腔內灰塵及有害物質，用脫脂棉蘸取無水乙醇擦拭爐口、爐蓋及密封圈，擦拭后涂抹凡士林，并密封； 2用金屬刷、金屬鏟清除坩堝內殘留物質，并用脫脂棉蘸取無水乙醇擦拭清潔； 3預熱坩堝、不銹鋼模具，在加熱爐內預熱，預熱溫度300°C ； 4稱取鎂塊1512g±2g、鋁塊170g±0. 5g放入熔煉坩堝中，熔煉坩堝底部設置磁攪拌器； 5稱取鎂鍶中間合金塊200g±0. 5g、鎂鈣中間合金塊60g±0. 5g、鎂釔中間合金塊48g±0. 5g、鎂鑭中間合金塊10g±0. 5g，置于熔煉爐上部的加料倉中； 6放置不銹鋼模具并調整模具位置，使坩堝澆注口對準模具澆注口 ； 7密閉熔煉爐，抽取爐內空氣，使爐內壓強達10_2Pa ； 8開啟氬氣瓶，向熔煉爐內輸入氬氣，氬氣輸入速度200cm3/min，當爐內壓強達IO2 Pa時，停止輸入氬氣，并恒定爐內壓強； 9開啟熔煉坩堝電源，開始熔煉，坩堝以10°C /min的速度升溫，加熱溫度達到720 0C ± 5 °C并恒定，使鎂塊、鋁塊融化成熔液，磁攪拌器攪拌2min±0. 5min，成鎂鋁熔液；10開啟加料倉，向熔煉坩堝內的鎂鋁熔液中加入鎂鍶中間合金、鎂鈣中間合金、鎂釔中間合金、鎂鑭中間合金，繼續在720°C ±5°C下磁攪拌3min±0. 5min ； 11在720°C ±5°C下精煉10min±lmin，成合金熔液；權利要求1.，其特征在于使用的化學物質材料為鎂、鋁、鎂 鍶中間合金、鎂鈣中間合金、鎂釔中間合金、鎂鑭中間合金、無水乙醇、氬氣、細砂、砂紙、脫 脂棉、凡士林，其組合準備用量如下以克、毫升、毫米、厘米3為計量單位 鎂Mg 1512g±2g 鋁Al 170g±0.5g 鎂鍶中間合金=Mg67Sr5 200g±0. 5g 鎂鈣中間合金=Mg2tlCa3 60g±0. 5g 鎂釔中間合金=Mg15Y 48g±0. 5g 鎂鑭中間合金Mg375La7 10g±0. 5g 無水乙醇CH3CH2OH 200mL±5mL 氬氣Ar 100000cm3± IOOcm3 細砂5000g 砂紙400 粒 200 X0. 5 X 150mm I 張 脫脂棉500g 凡士林500g 制備方法如下 (1)、精選化學物質材料 對制備使用的化學物質材料要進行精選，并進行質量純度控制 鎂固態塊狀99. 99 % 鋁固態塊狀99. 99 % 鎂鍶中間合金固態塊狀99. 98% 鎂鈣中間合金固態塊狀99. 98% 鎂釔中間合金固態塊狀99. 98% 鎂鑭中間合金固態塊狀99. 98% 無水乙醇液態液體99. 99% 氬氣氣態氣體99. 5% 細砂固態砂粒 砂紙固態紙狀 脫脂棉固態絮狀 凡士林液態粘稠狀 (2)、預制開合式不銹鋼模具 對澆鑄使用的模具要進行預制，模具結構為開合式，模體材料為不銹鋼，外形尺寸為·500 mm X 400 mm X 200 mm，型腔形狀為T字形； (3)、制備堿土耐熱鎂合金 堿土耐熱鎂合金的制備是在真空熔煉爐內進行的，是在加熱、氬氣保護、添加中間合金、外水循環冷卻下完成的； I清理真空熔煉爐，用吸塵器抽吸爐腔內灰塵及有害物質，用脫脂棉蘸取無水乙醇擦拭爐口、爐蓋及密封圈，擦拭后涂抹凡士林，并密封； 2用金屬刷、金屬鏟清除坩堝內殘留物質，并用脫脂棉蘸取無水乙醇擦拭清潔；3預熱坩堝、不銹鋼模具，在加熱爐內預熱，預熱溫度300°C ； 4稱取鎂塊1512g±2g、鋁塊170g±0. 5g放入熔煉坩堝中，熔煉坩堝底部設置磁攪拌器； 5稱取鎂鍶中間合金塊200g±0. 5g、鎂鈣中間合金塊60g±0. 5g、鎂釔中間合金塊48g±0. 5g、鎂鑭中間合金塊10g±0. 5g，置于熔煉爐上部的加料倉中； 6放置不銹鋼模具并調整模具位置，使坩堝澆注口對準模具澆注口 ； 7密閉熔煉爐，抽取爐內空氣，使爐內壓強達10_2Pa ； 8開啟氬氣瓶，向熔煉爐內輸入氬氣，氬氣輸入速度200cm3/min，當爐內壓強達IO2 Pa時，停止輸入氬氣，并恒定爐內壓強； 9開啟熔煉坩堝電源，開始熔煉，坩堝以10°C /min的速度升溫，加熱溫度達到720 0C ± 5 °C并恒定，使鎂塊、鋁塊融化成熔液，磁攪拌器攪拌2min±0. 5min，成鎂鋁熔液；10開啟加料倉，向熔煉坩堝內的鎂鋁熔液中加入鎂鍶中間合金、鎂鈣中間合金、鎂釔中間合金、鎂鑭中間合金，繼續在720°C ±5°C下磁攪本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種堿土耐熱鎂合金的制備方法，其特征在于：使用的化學物質材料為：鎂、鋁、鎂鍶中間合金、鎂鈣中間合金、鎂釔中間合金、鎂鑭中間合金、無水乙醇、氬氣、細砂、砂紙、脫脂棉、凡士林，其組合準備用量如下：以克、毫升、毫米、厘米3為計量單位鎂：Mg？？1512g±2g鋁：Al？？？170g±0.5g鎂鍶中間合金：Mg67Sr5？？200g±0.5g鎂鈣中間合金：Mg20Ca3？？60g±0.5g鎂釔中間合金：Mg15Y？？？48g±0.5g鎂鑭中間合金：Mg375La7？？10g±0.5g無水乙醇：CH3CH2OH？？？200mL±5mL？氬氣：Ar？？100000cm3±100cm3細砂：5000g砂紙：400粒？？200×0.5×150mm？？1張脫脂棉：500g凡士林：500g？制備方法如下：(1)、精選化學物質材料對制備使用的化學物質材料要進行精選，并進行質量純度控制：鎂：？固態塊狀？99.99？%鋁：？固態塊狀？99.99？%鎂鍶中間合金：固態塊狀？99.98%鎂鈣中間合金：固態塊狀？99.98%鎂釔中間合金：固態塊狀？99.98%鎂鑭中間合金：固態塊狀？99.98%無水乙醇：液態液體？99.99%氬氣：氣態氣體？99.5%細砂：固態砂粒砂紙：固態紙狀脫脂棉：固態絮狀凡士林：液態粘稠狀(2)、預制開合式不銹鋼模具對澆鑄使用的模具要進行預制，模具結構為開合式，模體材料為不銹鋼，外形尺寸為500？mm？×400？mm？×200？mm，型腔形狀為T字形；(3)、制備堿土耐熱鎂合金堿土耐熱鎂合金的制備是在真空熔煉爐內進行的，是在加熱、氬氣保護、添加中間合金、外水循環冷卻下完成的；1清理真空熔煉爐，用吸塵器抽吸爐腔內灰塵及有害物質，用脫脂棉蘸取無水乙醇擦拭爐口、爐蓋及密封圈，擦拭后涂抹凡士林，并密封；？2用金屬刷、金屬鏟清除坩堝內殘留物質，并用脫脂棉蘸取無水乙醇擦拭清潔；3預熱坩堝、不銹鋼模具，在加熱爐內預熱，預熱溫度300℃；？4稱取鎂塊1512g±2g、鋁塊170g±0.5g放入熔煉坩堝中，熔煉坩堝底部設置磁攪拌器；5稱取鎂鍶中間合金塊200g±0.5g、鎂鈣中間合金塊60g±0.5g、鎂釔中間合金塊？48g±0.5g、鎂鑭中間合金塊10g±0.5g，置于熔煉爐上部的加料倉中；6放置不銹鋼模具并調整模具位置，使坩堝澆注口對準模具澆注口；7密閉熔煉爐，抽取爐內空氣，使爐內壓強達10？2Pa；8開啟氬氣瓶，向熔煉爐內輸入氬氣，氬氣輸入速度200cm3/min，當爐內壓強達102？Pa時，停止輸入氬氣，并恒定爐內壓強；9開啟熔煉坩堝電源，開始熔煉，坩堝以10℃/min的速度升溫，加熱溫度達到720℃±5℃并恒定，使鎂塊、鋁塊融化成熔液，磁攪拌器攪拌2min±0.5min，成鎂鋁熔液；10開啟加料倉，向熔煉坩堝內的鎂鋁熔液中加入鎂鍶中間合金、鎂鈣中間合金、鎂釔中間合金、鎂鑭中間合金，繼續在720℃±5℃下磁攪拌3min±0.5min；11在720℃±5℃下精煉10min±1min，成合金熔液；12在鎂鋁熔煉、添加中間合金的過程中將進行合金化反應，反應式如下：Mg+Al+Mg67Sr5+Mg20Ca3+Mg15Y+Mg375La7Al4Sr+？Al2Ca+Al2Y+Al4La+Mg17Al12+Mg？Al4Sr：鋁鍶化合物Al2Ca：鋁鈣化合物Al2Y：鋁釔化合物Al2La：鋁鑭化合物Mg17Al12：鎂鋁化合物13調整加熱溫度，使溫度降至680℃±5℃，然后傾斜熔煉坩堝，對準不銹鋼模具澆口進行澆鑄，澆鑄后成堿土耐熱鎂合金鑄錠；14關閉熔煉坩堝爐加熱器，停止加熱，使爐內溫度自然冷卻至150℃；15打開爐蓋，取出不銹鋼模具，使其繼續自然冷卻至100℃；16開模，取出鑄錠，并將鑄錠埋入細砂中，自然冷卻到25℃，冷卻后即為堿土耐熱鎂合金錠；(4)、清理鑄錠將冷卻后的鑄錠用砂紙打磨表面，使表面潔凈；(5)、切制鑄錠將鑄錠用機械切制成矩形塊狀，即為終產物堿土耐熱鎂合金錠；(6)、低溫回火對制備的堿土耐熱鎂合金錠置于回火爐中，進行低溫回火，回火溫度120℃±5℃，回火時間120min，回火后隨爐冷卻至25℃；(7)、檢測、分析、表征對制備的堿土耐熱鎂合金錠的形貌、色澤、成分、金相組織、化學物理性能、力學性能進行檢測、分析、表征；用金相顯微鏡進行顯微組織觀察；用場發射掃描電鏡進行物相形貌分析；用WE230？型萬能材料試驗機進行力學性能分析；結論：堿土耐熱鎂合金錠為銀白色矩形塊狀，金相組織致密，在200℃保溫20min后抗拉強度達到190MPa，屈服強度達到140？...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：范晉平，許并社，王社斌，李明照，劉璐，
申請(專利權)人：太原理工大學，
類型：發明
國別省市：