CN106119580A - 与水发生可控反应的镁合金及其构件的制造方法 - Google Patents

与水发生可控反应的镁合金及其构件的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106119580A
CN106119580A CN201610636748.XA CN201610636748A CN106119580A CN 106119580 A CN106119580 A CN 106119580A CN 201610636748 A CN201610636748 A CN 201610636748A CN 106119580 A CN106119580 A CN 106119580A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnesium alloy
component
water generation
controllable reaction
aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610636748.XA
Other languages
English (en)
Inventor
冉兴
王晓华
马亮
周建华
刘强
张舟
钱康
何英慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201610636748.XA priority Critical patent/CN106119580A/zh
Publication of CN106119580A publication Critical patent/CN106119580A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C23/00—Alloys based on magnesium
    • C22C23/02—Alloys based on magnesium with aluminium as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/06—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of magnesium or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

本发明属于金属材料技术领域，公开了一种与水发生可控反应的镁合金及其构件的制造方法；所述镁合金各组分及其重量百分比含量为：Al7.0~10.0%，Zn0.5~1.5%，Si、Cu、Fe、Ni、Ga、In等混合反应促进元素（MRAE）的总含量0.15~0.85%，Mg为余量，杂质元素Be、Zr、Ca的总重量百分比小于0.01%。与现有技术相比，本发明的镁合金制造的构件在具备常规镁合金构件力学性能的同时，可在室温或加热时与水发生较快的可控反应，适合应用于对结构材料有环保降解需求的工业领域。

Description

与水发生可控反应的镁合金及其构件的制造方法
技术领域
本发明涉及的是一种金属材料技术领域的镁合金，具体是一种与水发生可控反应的镁合金及其构件的制造方法。
背景技术
镁合金具有电极电位低的特点，除在含部分离子溶液条件下表面发生钝化外，镁合金的化学性质较为活泼。另一方面，镁合金可通过合金化实现较高的比强度。利用镁合金的这两个特点，可将镁合金制成构件，应用于特定的工业领域。
镁合金的化学性质虽然较为活泼，但在常温下，镁与水的反应速度极其微弱，主要原因在于反应生成的氢氧化镁可阻止镁与水的进一步反应，即使加热至沸腾，也只能观测到较为缓慢的反应。由于在一定温度范围内，常规镁合金与水的反应速率偏低，且可控范围较窄，因此无法满足工业应用的需求。通过合金化方法，提高镁合金与水发生化学反应的速率，是拓展镁合金在工业领域应用的一项关键技术。
目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未搜索到国内外类似的资料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有镁合金材料的不足，提供一种与水发生快速可控反应的镁合金及其构件的制造方法。所述的镁合金添加Si、Cu、Fe、Ni、Ga、In等混合反应促进元素（MRAE），这些元素与镁形成的相可在镁与水反应过程破坏氢氧化镁的连续性，严格控制Be、Zr、Ca等元素，从而达到促进镁与水反应的效果。在本发明规定的范围内调控合金化元素比例，可相应调控镁合金与水的反应速率，从而使镁合金满足在特殊工业领域的应用需求。
本发明是通过以下技术方案实现的。
第一方面：本发明提供一种与水发生可控反应的镁合金，包含组分及重量百分比为：Al7.0~10.0%，Zn0.5~1.5%，Si、Cu、Fe、Ni、Ga、In等混合反应促进元素（MRAE）的总含量0.15~1.85%，Mg为余量，杂质元素Be、Zr、Ca的总重量百分比小于0.01%。
第二方面，本发明提供一种所述镁合金的构件制造方法，所述制造方法具体包含如下步骤。
预处理：按重量百分比称取镁、铝、锌、铝硅中间合金、铜、铝铁中间合金、镍、镓、铟等原材料，其中镁、铝、锌、铝硅中间合金、铜、铝铁中间合金、镍预热。
熔炼浇注：将预处理后的原材料均匀混合，熔炼；经覆盖、精炼处理后浇注，得到铸锭。
均匀化热处理：对所述铸锭在一定温度下保温一段时间。
热变形加工：对所述铸锭在一定温度下进行热变形加工，得到锻件或型材。
时效热处理：对所述锻件或型材在一定温度下保温一段时间。
优选地，预处理的步骤中，所述预热的温度为200℃，时间8小时。
优选地，熔炼浇注的步骤中，所述覆盖采用的覆盖剂为JDMF，所述精炼采用的精炼剂为JDMJ，所述的浇注温度为680~710℃。
优选地，均匀化热处理的步骤中，所述的保温条件为400~440℃下12~16小时。
优选地，热变形加工步骤中，所述的热变形温度为320~370℃，总变形量为70%~95%。
优选地，时效热处理步骤中，所述的保温条件为160~180℃下20~40小时。
与现有技术相比，采用本发明所述镁合金制造的构件，在具备常规镁合金构件力学性能的同时，可在室温或加热时与水发生较快的可控反应，适合应用于对结构材料有环保降解需求的工业领域。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1。
制造重量百分比为Mg-7.0%Al-0.5%Zn-0.15%MRAE的镁合金构件，Mg为余量，杂质元素Be、Zr、Ca的总重量百分比小于0.01%。包括以下步骤。
预处理步骤：按重量百分比称取镁、铝、锌、铝硅中间合金、铜、铝铁中间合金、镍、镓、铟等原材料，其中镁、铝、锌、铝硅中间合金、铜、铝铁中间合金、镍在200℃下预热8小时。
熔炼浇注步骤：推荐采用坩埚电阻炉熔炼，加入覆盖剂JDMF进行覆盖、精炼剂JDMJ进行精炼处理，使各合金成分均匀混合，去除夹杂物，在680℃浇注，得到铸锭。
均匀化热处理步骤：在400℃对铸锭进行均匀化热处理，处理时间为12小时。
热变形加工步骤：在320℃对铸锭进行挤压加工，总变形量为95%，得到挤压型材。
时效热处理步骤：在160℃下对挤压型材进行时效热处理，处理时间为40小时。
本实施例制造的构件具备一定的与水发生反应的能力，对水稍许加热即可实现构件与水的明显反应。力学性能可达到Rm≥300MPa，Rp0.2≥200MPa，A≥3%。
实施例2。
制造重量百分比为Mg-8.5%Al-1.0%Zn-1.0%MRAE的镁合金构件，Mg为余量，杂质元素Be、Zr、Ca的总重量百分比小于0.01%。包括以下步骤。
预处理步骤：按重量百分比称取镁、铝、锌、铝硅中间合金、铜、铝铁中间合金、镍、镓、铟等原材料，其中镁、铝、锌、铝硅中间合金、铜、铝铁中间合金、镍在200℃下预热8小时。
熔炼浇注步骤：推荐采用坩埚电阻炉熔炼，加入覆盖剂JDMF进行覆盖、精炼剂JDMJ进行精炼处理，使各合金成分均匀混合，去除夹杂物，在680℃浇注，得到铸锭。
均匀化热处理步骤：在420℃对铸锭进行均匀化热处理，处理时间为14小时。
热变形加工步骤：在345℃对铸锭进行锻造加工，总变形量为85%，得到锻件。
时效热处理步骤：在170℃下对锻件进行时效热处理，处理时间为30小时。
本实施例制造的构件可在室温下与水发生明显反应，对水稍许加热即可实现构件与水的快速反应。力学性能可达到Rm≥320MPa，Rp0.2≥220MPa，A≥2%。
实施例3。
制造重量百分比为Mg-10.0%Al-1.5%Zn-1.85%MRAE的镁合金构件，Mg为余量，杂质元素Be、Zr、Ca的总重量百分比小于0.01%。包括以下步骤：
预处理步骤：按重量百分比称取镁、铝、锌、铝硅中间合金、铜、铝铁中间合金、镍、镓、铟等原材料，其中镁、铝、锌、铝硅中间合金、铜、铝铁中间合金、镍在200℃下预热8小时。
熔炼浇注步骤：推荐采用坩埚电阻炉熔炼，加入覆盖剂JDMF进行覆盖、精炼剂JDMJ进行精炼处理，使各合金成分均匀混合，去除夹杂物，在710℃浇注，得到铸锭。
均匀化热处理步骤：在440℃对铸锭进行均匀化热处理，处理时间为16小时。
热变形加工步骤：在370℃对铸锭进行挤压加工，总变形量为70%，得到挤压型材。
时效热处理步骤：在180℃下对挤压型材进行时效热处理，处理时间为20小时。
本实施例制造的构件可在室温下与水发生快速反应。力学性能可达到Rm≥340MPa，Rp0.2≥240MPa，A≥1.5%。
对比例1。
本对比例是实施例1的对比例，本对比例涉及一种镁合金，与实施例1不同之处仅在所述镁合金不含Cu、Si、Fe、Ni、Ga、In等混合反应促进元素。
本对比例镁合金制造的构件在室温下与水几乎观测不到反应，即使将水加热至沸腾也只能发生微弱的反应。
对比例2。
本对比例是实施例2的对比例，本对比例涉及一种镁合金，与实施例2不同之处仅在所述镁合金的均匀化热处理条件为500℃下14小时。
本对比例镁合金制造的构件可在室温下与水发生明显反应，对水稍许加热即可实现构件与水的快速反应。但力学性能不佳，只能达到：Rm≥240MPa，Rp0.2≥120MPa，A≥1%。
对比例3。
本对比例是实施例3的对比例，本对比例涉及一种镁合金，与实施例3不同之处仅在所述镁合金不进行热变形加工。
本对比例制造的构件可在室温下与水发生快速反应。但力学性能不佳，只能达到：Rm≥220MPa，Rp0.2≥100MPa，A≥0.5%。
以上对本发明的具体实施例和对比例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，在权利要求范围内做出的各种变形和修改，并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种与水发生可控反应的镁合金，其特征在于，包含组分及重量百分比为：Al7.0~10.0%，Zn0.5~1.5%，Si、Cu、Fe、Ni、Ga、In等混合反应促进元素（MRAE）的总含量0.15~1.85%，Mg为余量，杂质元素Be、Zr、Ca的总重量百分比小于0.01%。
2.一种权利要求1所述与水发生可控反应的镁合金的构件制造方法，其特征在于，所述制造方法包含如下步骤：
预处理：按权利要求1所述重量百分比称取镁、铝、锌、铝硅中间合金、铜、铝铁中间合金、镍、镓、铟等原材料，其中镁、铝、锌、铝硅中间合金、铜、铝铁中间合金、镍预热；
熔炼浇注：将预处理后的原材料均匀混合，熔炼；经覆盖、精炼处理后浇注，得到铸锭；
均匀化热处理：对所述铸锭在一定温度下保温一段时间；
热变形加工：对所述铸锭在一定温度下进行热变形加工，得到锻件或型材；
时效热处理：对所述锻件或型材在一定温度下保温一段时间。
3.根据权利要求2所述的与水发生可控反应的镁合金的构件制造方法，其特征在于，预处理的步骤中，所述预热的温度为200℃，时间8小时。
4.根据权利要求2所述的与水发生可控反应的镁合金的构件制造方法，其特征在于，熔炼浇注的步骤中，所述覆盖采用的覆盖剂为JDMF，所述精炼采用的精炼剂为JDMJ，所述的浇注温度为680~710℃。
5.根据权利要求2所述的与水发生可控反应的镁合金的构件制造方法，其特征在于，均匀化热处理的步骤中，所述的保温条件为400~440℃下12~16小时。
6.根据权利要求2所述的与水发生可控反应的镁合金的构件制造方法，其特征在于，热变形加工的步骤中，所述的热变形温度为320~370℃，总变形量为70%~95%。
7.根据权利要求2所述的与水发生可控反应的镁合金的构件制造方法，其特征在于，时效热处理的步骤中，所述的保温条件为160~180℃下20~40小时。
CN201610636748.XA 2016-08-06 2016-08-06 与水发生可控反应的镁合金及其构件的制造方法 Pending CN106119580A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610636748.XA CN106119580A (zh) 2016-08-06 2016-08-06 与水发生可控反应的镁合金及其构件的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610636748.XA CN106119580A (zh) 2016-08-06 2016-08-06 与水发生可控反应的镁合金及其构件的制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106119580A true CN106119580A (zh) 2016-11-16

Family

ID=57255883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610636748.XA Pending CN106119580A (zh) 2016-08-06 2016-08-06 与水发生可控反应的镁合金及其构件的制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106119580A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107523732A (zh) * 2017-08-15 2017-12-29 太原科技大学 一种含Na快速降解镁合金及其制备方法
CN107699763A (zh) * 2017-10-23 2018-02-16 冉兴 自来水中快速均匀降解的镁合金及其构件的制造方法
CN108441658A (zh) * 2018-03-05 2018-08-24 北京易联结科技发展有限公司 一种与介质快速反应的高强度镁合金及其制备方法
CN108977709A (zh) * 2017-06-04 2018-12-11 冉兴 与水快速反应的镁合金及其构件的制造方法
CN115466890A (zh) * 2022-09-19 2022-12-13 重庆科技学院 一种可快速降解的高强韧含Cu镁合金材料及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104004950A (zh) * 2014-06-05 2014-08-27 宁波高新区融创新材料科技有限公司 易溶性镁合金材料及其制造方法和应用
CN104046870A (zh) * 2014-07-09 2014-09-17 北京汽车股份有限公司 一种高弹性模量镁合金及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104004950A (zh) * 2014-06-05 2014-08-27 宁波高新区融创新材料科技有限公司 易溶性镁合金材料及其制造方法和应用
CN104046870A (zh) * 2014-07-09 2014-09-17 北京汽车股份有限公司 一种高弹性模量镁合金及其制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108977709A (zh) * 2017-06-04 2018-12-11 冉兴 与水快速反应的镁合金及其构件的制造方法
CN107523732A (zh) * 2017-08-15 2017-12-29 太原科技大学 一种含Na快速降解镁合金及其制备方法
CN107699763A (zh) * 2017-10-23 2018-02-16 冉兴 自来水中快速均匀降解的镁合金及其构件的制造方法
CN108441658A (zh) * 2018-03-05 2018-08-24 北京易联结科技发展有限公司 一种与介质快速反应的高强度镁合金及其制备方法
CN115466890A (zh) * 2022-09-19 2022-12-13 重庆科技学院 一种可快速降解的高强韧含Cu镁合金材料及其制备方法
CN115466890B (zh) * 2022-09-19 2023-12-01 重庆科技学院 一种可快速降解的高强韧含Cu镁合金材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105950931B (zh) 与水发生可控反应的高强高硬镁合金及其构件的制造方法
CN106119580A (zh) 与水发生可控反应的镁合金及其构件的制造方法
CN106119647A (zh) 与水发生可控反应的高强度镁合金及其构件的制造方法
CN101914710B (zh) 高速列车结构件用铝合金板材的制造方法
CN109022896B (zh) 一种具有电磁波屏蔽性能的高强高导耐热Cu-Fe-Y-Mg合金材料及其制备方法
CN100467647C (zh) 一种高强度耐热压铸镁合金及其制备方法
CN105274387B (zh) 一种无铅易切削高强耐蚀硅黄铜合金及制备方法与应用
CN108441658B (zh) 一种与介质快速反应的高强度镁合金及其制备方法
CN107699763A (zh) 自来水中快速均匀降解的镁合金及其构件的制造方法
CN106048353A (zh) 与水发生可控反应的高塑性镁合金及其构件的制造方法
CN108300884B (zh) 一种亚共晶Al-Mg2Si合金的变质及细化方法
CN109385559B (zh) 一种高Mn含量Al-Mn-Mg合金及其制备方法
CN106119648A (zh) 与水发生可控反应的高强韧镁合金及其构件的制造方法
CN105018812A (zh) 一种耐热镁合金及其制备方法
CN105154729B (zh) 铸造铝‑锌‑镁‑铜‑钽合金及其制备方法
CN107829001A (zh) 一种挤压铸造铝合金材料的制备方法
CN102011072B (zh) 一种Al-Mg-Si-Er铝合金板材的时效处理工艺
CN101857934A (zh) 一种耐热镁合金及其制备方法
CN103305732A (zh) 制备含稀土钇的超高强变形铝合金的方法
CN103255323A (zh) 一种Al-Mg-Zn-Cu合金及其制备方法
CN107723546A (zh) 自来水快速腐蚀的韧化镁合金及其构件的制造方法
WO2014026446A1 (zh) 一种用于镁及其合金晶粒细化的合金及其制备方法
CN102676856A (zh) 一种亚共晶铸造铝硅合金变质工艺
CN104946948A (zh) 一种高弹性模量的铸造镁合金及其制备方法
CN104988371B (zh) 适于砂型铸造的稀土镁合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161116