專利名稱：：一種高塑性鎂合金鑄塊的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鎂合金鑄塊的制造方法，尤其涉及一種高塑性鎂合金鑄塊的制造方法。
背景技術(shù)：
：所謂鎂合金，是以鎂為基加入其他元素組成的合金。其特點(diǎn)是密度小(1.8g/cm3左右)，比強(qiáng)度高，彈性模量大，消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能好。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。主要用于航空、航天、運(yùn)輸、化工、火箭等工業(yè)部門。按成型方法分為變形鎂合金和鑄造鎂合金兩類。鎂合金在實(shí)用金屬中是最輕的金屬，鎂的比重大約是鋁的2/3，是鐵的1/4。因此，鎂合金廣泛用于攜帶式的器械和汽車行業(yè)中，達(dá)到輕量化的目的。鎂合金的比重雖然比塑料重，但是，單位重量的強(qiáng)度和彈性率比塑料高，所以，在同樣的強(qiáng)度零部件的情況下，鎂合金的零部件能做得比塑料的薄而且輕。另外，由于鎂合金的比強(qiáng)度也比鋁合金和鐵高，因此，在不減少零部件的強(qiáng)度下，可減輕鋁或鐵的零部件的重量。雖然鎂合金的導(dǎo)熱系數(shù)不及鋁合金，但是，比塑料高出數(shù)十倍，因此，鎂合金用于電器產(chǎn)品上，可有效地將內(nèi)部的熱散發(fā)到外面。鎂合金的電磁波屏蔽性能比在塑料上電鍍屏蔽膜的效果好，因此，使用鎂合金可省去電磁波屏蔽膜的電鍍工序。在彈性范圍內(nèi)，鎂合金受到?jīng)_擊載荷時(shí)，吸收的能量比鋁合金件大一半，所以鎂合金具有良好的抗震減噪性能。鎂合金熔點(diǎn)比鋁合金熔點(diǎn)低，壓鑄成型性能好。鎂合金鑄件抗拉強(qiáng)度與鋁合金鑄件相當(dāng)，一般可達(dá)250MPA,最高可達(dá)600多Mpa。鎂合金還個(gè)有良好的耐腐蝕性能，電磁屏蔽性能，防輻射性能，可做到100%回收再利用。隨著市場(chǎng)對(duì)鎂產(chǎn)品需求應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，從航空、航天、汽車零部件、鋼鐵脫硫、合金壓鑄件、3C產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，到民用產(chǎn)品的不斷研發(fā)，以及鎂合金技術(shù)的進(jìn)一步研究，鎂產(chǎn)品的發(fā)展愈來愈顯現(xiàn)出它獨(dú)特的不可替代的優(yōu)點(diǎn)。但是，鎂合金構(gòu)件的制造主要依靠鑄造、熔化/凝固工藝，在環(huán)境溫度下的不良加工性卻成了其廣泛應(yīng)用的瓶頸所在。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種適用于制造高塑性鎂合金鑄塊的方法，通過添加其他金屬元素改變鎂合金的晶體形態(tài)，借此來改善鎂合金在常溫環(huán)境下的延展性。本發(fā)明所述的高塑性鎂合金鑄塊的制造方法，步驟包括步驟一，將設(shè)定質(zhì)量比的鎂、鋅、鋯置于坩堝中，其中，所述鎂、鋅、鋯的比例分別為8083%、1215%、28%;所述坩堝置于真空或充滿惰性氣體的熔爐中；步驟二，將坩堝內(nèi)材料加熱熔化并形成均勻熔融基底；步驟三，在上述熔融基底中添加占總質(zhì)量比為2327%的鋰、占總質(zhì)量比為79%的錳、占總質(zhì)量比為46%的釔，并充分?jǐn)嚢?；步驟四，將添加了上述鋰、錳、釔的熔融基底注入鑄模中，并冷卻凝固形成鑄塊。本發(fā)明所述高塑性鎂合金鑄塊的制造方法的步驟一中，所述鎂、鋅、鋯的比例分別為80%、15%、5%。本發(fā)明所述高塑性鎂合金鑄塊的制造方法的步驟三中，在熔融基底中添加占總質(zhì)量比為25%的鋰、占總質(zhì)量比為8%的錳、占總質(zhì)量比為5%的釔。本發(fā)明所述高塑性鎂合金鑄塊的制造方法的步驟二中，通過對(duì)熔爐感應(yīng)加熱而熔化坩堝內(nèi)材料，且，所述坩堝固定于熔爐內(nèi)的感應(yīng)熱線圈中。本發(fā)明所述高塑性鎂合金鑄塊的制造方法的步驟三中，在熔融基底中添加鋰、錳、釔時(shí)，溫度控制在650至680攝氏度之間。本發(fā)明所述高塑性鎂合金鑄塊的制造方法的步驟四之后進(jìn)一步包括，將鑄塊在350至400攝氏度之間回火2至3小時(shí)，再冷卻至150至200攝氏度時(shí)擠壓?；颍瑢㈣T塊在350至400攝氏度之間回火2至3小時(shí)，再冷卻至常溫時(shí)擠壓。本發(fā)明所述高塑性鎂合金鑄塊的制造方法中，通過添加鋰、錳、釔等合金元素以改變鎂合金的晶體形態(tài)，避免形成金屬間化合物，從而改善鎂合金的延展性和加工性。圖1為本發(fā)明所述高塑性鎂合金鑄塊的制造方法流程示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述高塑性鎂合金鑄塊的制造方法做詳細(xì)說明。如圖l所示，本發(fā)明所述高塑性鎂合金鑄塊的制造方法，包括如下步驟步驟IOI，將設(shè)定質(zhì)量比的鎂、鋅、鋯置于坩堝中，其中，所述鎂、鋅、鋯的比例分別為8083%、1215%、28%;所述坩堝置于真空或充滿惰性氣體的熔爐中。由于鎂和氧具有很強(qiáng)的親和力，因此本發(fā)明所述高塑性鎂合金鑄塊的制造方法中，需要在真空熔爐中處理鎂合金，或在不含氧氣的充滿惰性氣體的熔爐中進(jìn)行處理。熔爐的真空度或含氧量可通過外接控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。所述設(shè)定質(zhì)量比的鎂、鋅、鋯，具體來說，所述鎂、鋅、鋯的比例可分別為80%、15%、5%。步驟102，將坩堝內(nèi)材料加熱熔化并形成均勻熔融基底。本步驟中，可通過對(duì)熔爐進(jìn)行感應(yīng)加熱而熔化坩堝內(nèi)的鎂、鋅、鋯。在進(jìn)行感應(yīng)加熱時(shí)，所述坩堝固定于熔爐內(nèi)的感應(yīng)熱線圈中。步驟103，在上述熔融基底中添加占總質(zhì)量比為2327%的鋰、占總質(zhì)量比為79%的錳、占總質(zhì)量比為46%的憶，并充分?jǐn)嚢?。本步驟中，優(yōu)選方案為在熔融基底中添加占總質(zhì)量比為25%的鋰、占總質(zhì)量比為8%的錳、占總質(zhì)量比為5%的釔。在將鋰、錳、釔添加到熔融基底中時(shí)，需要控制熔爐溫度為650至680攝氏度之間。步驟104，將添加了上述鋰、錳、釔的熔融基底注入鑄模中，并冷卻凝固形成鑄塊。本步驟所形成的鑄塊即可在常溫下進(jìn)行擠壓成形。為改善其性能，也可在擠壓之前，將鑄塊在350至400攝氏度之間回火2至3小時(shí)，再冷卻至150至200攝氏度時(shí)擠壓?；蛘撸瑢㈣T塊在350至400攝氏度之間回火2至3小時(shí)，再冷卻至常溫時(shí)擠壓。下表列出了當(dāng)鎂合金中鋰、錳、釔、鋅、鋯等金屬占不同的總質(zhì)量比時(shí)的屈服強(qiáng)度和延展性的對(duì)比關(guān)系。所述鎂合金(普通)為市售未添加鋰、錳、釔等金屬元素的普通鎂合金產(chǎn)品，所述鎂合金1鎂合金5為采用本發(fā)明所述方法制造而得的鎂合金鑄塊，所述各鎂合金鑄塊的尺寸是100mm*80mm*50mm，并在350攝氏度回火2個(gè)小時(shí)，在常溫下擠壓成0.15mm厚的薄板。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明所述方法制造的鎂合金鑄塊不僅能擠壓成薄板，而是能夠擠壓成任何所需形式。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由上表可以看出從普通鎂合金、鎂合金l、鎂合金2、鎂合金3、鎂合金4、鎂合金5的屈服強(qiáng)度和延展性的對(duì)比可以看出，添加了鋰、錳、釔元素之后，鎂合金的屈服強(qiáng)度和延展性有了明顯提高。并且，在添加占總質(zhì)量比為25%的鋰、5%的釔、8%的錳時(shí)，其屈服強(qiáng)度達(dá)到最高值，之后，隨著鋰、錳、釔占總質(zhì)量比的升高，其屈服強(qiáng)度開始降低，延展性則是一直增強(qiáng)。鎂、錳、鋰、釔合金的特性是具有較高的強(qiáng)度、較高的延展性和較低的密度，符合輕、薄、短和小的工業(yè)要求。當(dāng)鋰含量超過質(zhì)量百分比的10%時(shí),即可形成體心立方結(jié)構(gòu)。通過增加鋰含量，體心立方結(jié)構(gòu)增加，這意味著能夠快速地改善合金的延展性。然而，過量的附加元素將妨礙合金強(qiáng)度，因此，再添加釔來保持合金強(qiáng)度。鎂合金具有不良延展性的原因在于其六角晶格結(jié)構(gòu)和形成硬金屬間化合物。本發(fā)明所述方法中，通過添加特殊合金元素改變鎂合金晶體形態(tài)并避免形成金屬間化合物，從而改善延展性和加工性。依照本發(fā)明所述方法制造而得的高延展性鎂合金，能夠擠壓成0.15毫米的薄板，并且能夠在常溫下進(jìn)行深度沖壓，從而可以應(yīng)用在汽車、3C產(chǎn)品、器皿和一些辦公室自動(dòng)化產(chǎn)品上。盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。權(quán)利要求1.一種高塑性鎂合金鑄塊的制造方法，其特征在于，步驟包括步驟一，將設(shè)定質(zhì)量比的鎂、鋅、鋯置于坩堝中，其中，所述鎂、鋅、鋯的比例分別為80～83％、12～15％、2～8％；所述坩堝置于真空或充滿惰性氣體的熔爐中；步驟二，將坩堝內(nèi)材料加熱熔化并形成均勻熔融基底；步驟三，在上述熔融基底中添加占總質(zhì)量比為23～27％的鋰、占總質(zhì)量比為7～9％的錳、占總質(zhì)量比為4～6％的釔，并充分?jǐn)嚢瑁徊襟E四，將添加了上述鋰、錳、釔的熔融基底注入鑄模中，并冷卻凝固形成鑄塊。2.如權(quán)利要求1所述的高塑性鎂合金鑄塊的制造方法，其特征在于，所述步驟一中，所述鎂、鋅、鋯的比例分別為80%、15%、5%。3.如權(quán)利要求1或2所述的高塑性鎂合金鑄塊的制造方法,其特征在于，所述步驟三中，在熔融基底中添加占總質(zhì)量比為25%的鋰、占總質(zhì)量比為8%的錳、占總質(zhì)量比為5%的釔。4.如權(quán)利要求1所述的高塑性鎂合金鑄塊的制造方法，其特征在于，所述步驟二中，通過對(duì)熔爐感應(yīng)加熱而熔化坩堝內(nèi)材料。5.如權(quán)利要求1或4所述的高塑性鎂合金鑄塊的制造方法，其特征在于，所述步驟二中，所述坩堝固定于熔爐內(nèi)的感應(yīng)熱線圈中。6.如權(quán)利要求1所述的高塑性鎂合金鑄塊的制造方法，其特征在于，所述步驟三中，在熔融基底中添加鋰、錳、釔時(shí)，溫度控制在650至680攝氏度之間。7.如權(quán)利要求1所述的高塑性鎂合金鑄塊的制造方法，其特征在于，所述步驟四之后進(jìn)一步包括，將鑄塊在350至400攝氏度之間回火2至3小時(shí)，再冷卻至150至200攝氏度時(shí)擠壓。8.如權(quán)利要求1所述的高塑性鎂合金鑄塊的制造方法，其特征在于，所述步驟四之后進(jìn)一步包括，將鑄塊在350至400攝氏度之間回火2至3小時(shí)，再冷卻至常溫時(shí)擠壓。全文摘要本發(fā)明公開了一種高塑性鎂合金鑄塊的制造方法，步驟包括將設(shè)定質(zhì)量比的鎂、鋅、鋯置于坩堝中，其中，所述鎂、鋅、鋯的比例分別為80～83％、12～15％、2～8％；所述坩堝置于真空或充滿惰性氣體的熔爐中；將坩堝內(nèi)材料加熱熔化并形成均勻熔融基底；在上述熔融基底中添加占總質(zhì)量比為23～27％的鋰、占總質(zhì)量比為7～9％的錳、占總質(zhì)量比為4～6％的釔，并充分?jǐn)嚢?；將添加了上述鋰、錳、釔的熔融基底注入鑄模中，并冷卻凝固形成鑄塊。本發(fā)明所述制造高延展性鎂合金的方法中，通過添加鋰、錳、釔等合金元素以改變鎂合金的晶體形態(tài)，避免形成金屬間化合物，從而改善鎂合金的延展性和加工性。文檔編號(hào)B22D21/00GK101423899SQ200810172048公開日2009年5月6日申請(qǐng)日期2008年10月29日優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日發(fā)明者仝仲盛,吳學(xué)云,孫金鳳申請(qǐng)人:仝仲盛;孫金鳳;吳學(xué)云