CN108004446A - 高塑性镁锡合金的合成工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了高塑性镁锡合金的合成工艺，制成所述高塑性镁锡合金的原料包括锡粉、锌粉、硅粉、钙粉、铅粉和镁粉；本发明制备工艺过程简洁，经济环保，合成条件易达到，环境污染小，合成的镁锡合金具有拉伸率和拉深强度高，可塑性高，应用十分广泛。

Description

高塑性镁锡合金的合成工艺
技术领域
本发明涉及合金材料领域，尤其涉及高塑性镁锡合金的合成工艺。
背景技术
镁合金为21世纪的绿色工程结构材料。但是，镁为密排六方晶格，这就决定了镁的塑性低，使其在室温下的变形只能沿晶格底面进行滑移，变形能力很低。因此，镁及镁合金的压力加工都是在热状态下进行的。
现有的合金种类繁多，应用比较单一，并没有明显促进金属镁塑性提高的合金。
发明内容
本发明提供了高塑性镁锡合金的合成工艺；本发明制备工艺过程简洁，经济环保，合成条件易达到，环境污染小，合成的镁锡合金具有拉伸率和拉深强度高，可塑性高，应用十分广泛。
为实现上述目的，本发明的技术方案实施如下：
高塑性镁锡合金的合成工艺，制成所述高塑性镁锡合金的原料包括锡粉、锌粉、硅粉、钙粉、铅粉和镁粉；制成所述高塑性镁锡合金的合成工艺包括以下工艺步骤：
（1）将合成所需要的坩埚、合金成型模具和壁炉表面清理干净，减少熔炼过程中杂质的混入；
（2）在合金成型模具和坩埚表面均匀涂抹一层石墨，并将壁炉和合金成型模具预热至350℃；
（3）把坩埚预热到500℃，并在坩埚底部及壁上撒上RJ-2溶剂，然后将镁粉放入坩埚内，撒上一层RJ-2溶剂；
（4）开始向炉内通入氩气，加热至700-720℃，确保镁粉熔化，保温15min；
（5）依次加入锡粉、锌粉、硅粉、钙粉和铅粉，过程中持续向坩埚通入保护气体氩气，如若发现燃烧现象撒覆盖剂，在不破坏液面情况下搅拌5-10min，撇去表面浮渣，撒入适量的RJ-2溶剂覆盖剂；继续加热至720-760℃，保温30min，并持续向壁炉内通入流量为6L/min的氩气以避免金属在加热过程中的氧化；
（6）待金属粉全部熔化后，将金属液调至740-760℃，加入精炼剂进行精炼，搅拌5-15min，过程中亦持续向坩埚通入保护气体氩气，使其混合均匀；
（7）继续升温至760-800℃，静止保温20-30min后，降温至740-760℃温度下进行铸锭，浇铸过程仍在浇铸表面通以氩气气体保护；
（8）浇铸完成后，继续保持通入氩气气体保护，并逐级降低温度，待冷却后，即可得到所述高塑性镁锡合金。
制成所述高塑性镁锡合金的原料含量为：锡粉1%-5%，粒度<74µm；锌粉1%-4%，粒度<74µm；硅粉0.032%，粒度<74µm；钙粉2.5%，粒度<74µm；铅粉0.025%，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm。
制成所述高塑性镁锡合金的原料含量为：锡粉3%，粒度<74µm；锌粉2.5%，粒度<74µm；硅粉0.032%，粒度<74µm；钙粉2.5%，粒度<74µm；铅粉0.025%，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明制备工艺过程简洁，经济环保，合成条件易达到，环境污染小，合成的镁锡合金具有拉伸率和拉深强度高，可塑性高，应用十分广泛。
附图说明
图1为测试拉伸合金式样的形状和尺寸图
图2为锡含量对合金性能影响反应图。
图3为锌含量对合金拉伸率的影响反应图。
图4为锌含量对合金拉伸强度的影响反应图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步阐述。
实施例1
高塑性镁锡合金的合成工艺，制成所述高塑性镁锡合金的原料包括锡粉、锌粉、硅粉、钙粉、铅粉和镁粉；
制成所述高塑性镁锡合金的原料含量为：锡粉1%，粒度<74µm；锌粉1%，粒度<74µm；硅粉0.032%，粒度<74µm；钙粉2.5%，粒度<74µm；铅粉0.025%，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm。
制成所述高塑性镁锡合金的合成工艺包括以下工艺步骤：
（1）将合成所需要的坩埚、合金成型模具和壁炉表面清理干净，减少熔炼过程中杂质的混入；
（2）在合金成型模具和坩埚表面均匀涂抹一层石墨，并将壁炉和合金成型模具预热至350℃；
（3）把坩埚预热到500℃，并在坩埚底部及壁上撒上RJ-2溶剂，然后将镁粉放入坩埚内，撒上一层RJ-2溶剂；
（4）开始向炉内通入氩气，加热至700-720℃，确保镁粉熔化，保温15min；
（5）依次加入锡粉、锌粉、硅粉、钙粉和铅粉，过程中持续向坩埚通入保护气体氩气，如若发现燃烧现象撒覆盖剂，在不破坏液面情况下搅拌5-10min，撇去表面浮渣，撒入适量的RJ-2溶剂覆盖剂；继续加热至720-760℃，保温30min，并持续向壁炉内通入流量为6L/min的氩气以避免金属在加热过程中的氧化；
（6）待金属粉全部熔化后，将金属液调至740-760℃，加入精炼剂进行精炼，搅拌5-15min，过程中亦持续向坩埚通入保护气体氩气，使其混合均匀；
（7）继续升温至760-800℃，静止保温20-30min后，降温至740-760℃温度下进行铸锭，浇铸过程仍在浇铸表面通以氩气气体保护；
（8）浇铸完成后，继续保持通入氩气气体保护，并逐级降低温度，待冷却后，即可得到所述高塑性镁锡合金。
本实施例所述高塑性镁锡合金的合成工艺步骤如实施例1。
实施例2
制成所述高塑性镁锡合金的原料含量为：锡粉3%，粒度<74µm；锌粉1%，粒度<74µm；硅粉0.032%，粒度<74µm；钙粉2.5%，粒度<74µm；铅粉0.025%，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm。
本实施例所述高塑性镁锡合金的合成工艺步骤如实施例1。
实施例3
制成所述高塑性镁锡合金的原料含量为：锡粉5%，粒度<74µm；锌粉1%，粒度<74µm；硅粉0.032%，粒度<74µm；钙粉2.5%，粒度<74µm；铅粉0.025%，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm。
本实施例所述高塑性镁锡合金的合成工艺步骤如实施例1。
实施例4
制成所述高塑性镁锡合金的原料含量为：锡粉1%，粒度<74µm；锌粉4%，粒度<74µm；硅粉0.032%，粒度<74µm；钙粉2.5%，粒度<74µm；铅粉0.025%，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm。
本实施例所述高塑性镁锡合金的合成工艺步骤如实施例1。
实施例5
制成所述高塑性镁锡合金的原料含量为：锡粉3%，粒度<74µm；锌粉4%，粒度<74µm；硅粉0.032%，粒度<74µm；钙粉2.5%，粒度<74µm；铅粉0.025%，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm。
本实施例所述高塑性镁锡合金的合成工艺步骤如实施例1。
实施例6
制成所述高塑性镁锡合金的原料含量为：锡粉5%，粒度<74µm；锌粉4%，粒度<74µm；硅粉0.032%，粒度<74µm；钙粉2.5%，粒度<74µm；铅粉0.025%，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm。
本实施例所述高塑性镁锡合金的合成工艺步骤如实施例1。
实施例7
制成所述高塑性镁锡合金的原料含量为：锡粉1%，粒度<74µm；锌粉2.5%，粒度<74µm；硅粉0.032%，粒度<74µm；钙粉2.5%，粒度<74µm；铅粉0.025%，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm。
本实施例所述高塑性镁锡合金的合成工艺步骤如实施例1。
实施例8
制成所述高塑性镁锡合金的原料含量为：锡粉3%，粒度<74µm；锌粉2.5%，粒度<74µm；硅粉0.032%，粒度<74µm；钙粉2.5%，粒度<74µm；铅粉0.025%，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm。
本实施例所述高塑性镁锡合金的合成工艺步骤如实施例1。
实施例9
制成所述高塑性镁锡合金的原料含量为：锡粉5%，粒度<74µm；锌粉2.5%，粒度<74µm；硅粉0.032%，粒度<74µm；钙粉2.5%，粒度<74µm；铅粉0.025%，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm。
本实施例所述高塑性镁锡合金的合成工艺步骤如实施例1。
试样分析：
上述实施例浇铸成型的合金所含锡、锌金属成分存在一定差异，其拉伸强度根据合金中各合成成分比例的不同而有所不同。
选取上述浇铸成型的合金均按一定的形状和尺寸进行拉伸强度测试，其形状如图1所示。
如图2所示，在其他金属含量不变的情况下，随着锡含量的增加，合金的性能逐渐增加，当锡含量达到3%后，合金的性能增加平缓，当锡含量高于3%后，合金的性能逐渐降低，由此可见，当锡含量为3%时，合金强度最高。
如图3-4所示，在其他金属含量不变的情况下，随着锌含量的增加，合金的拉伸率和拉伸强度性能逐渐增加，当锌含量达到2.5%后，合金的性能达到最高水平，当锌含量高于4%后，合金的拉伸率和拉伸强度渐降低并低于锌含量为2.5%的性能，由此可见，当锌含量为2.5%时，合金的拉伸率和拉伸强度最高。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.高塑性镁锡合金的合成工艺，其特征在于：制成所述高塑性镁锡合金的原料包括锡粉、锌粉、硅粉、钙粉、铅粉和镁粉；制成所述高塑性镁锡合金的合成工艺包括以下工艺步骤：
（1）将合成所需要的坩埚、合金成型模具和壁炉表面清理干净，减少熔炼过程中杂质的混入；
（2）在合金成型模具和坩埚表面均匀涂抹一层石墨，并将壁炉和合金成型模具预热至350℃；
（3）把坩埚预热到500℃，并在坩埚底部及壁上撒上RJ-2溶剂，然后将镁粉放入坩埚内，撒上一层RJ-2溶剂；
（4）开始向炉内通入氩气，加热至700-720℃，确保镁粉熔化，保温15min；
（5）依次加入锡粉、锌粉、硅粉、钙粉和铅粉，过程中持续向坩埚通入保护气体氩气，如若发现燃烧现象撒覆盖剂，在不破坏液面情况下搅拌5-10min，撇去表面浮渣，撒入适量的RJ-2溶剂覆盖剂；继续加热至720-760℃，保温30min，并持续向壁炉内通入流量为6L/min的氩气以避免金属在加热过程中的氧化；
（6）待金属粉全部熔化后，将金属液调至740-760℃，加入精炼剂进行精炼，搅拌5-15min，过程中亦持续向坩埚通入保护气体氩气，使其混合均匀；
（7）继续升温至760-800℃，静止保温20-30min后，降温至740-760℃温度下进行铸锭，浇铸过程仍在浇铸表面通以氩气气体保护；
（8）浇铸完成后，继续保持通入氩气气体保护，并逐级降低温度，待冷却后，即可得到所述高塑性镁锡合金。
2.根据权利要求1所述的高塑性镁锡合金的合成工艺，其特征在于：制成所述高塑性镁锡合金的原料含量为：锡粉1%-5%，粒度<74µm；锌粉1%-4%，粒度<74µm；硅粉0.032%，粒度<74µm；钙粉2.5%，粒度<74µm；铅粉0.025%，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm。
3.根据权利要求1所述的高塑性镁锡合金的合成工艺，其特征在于：制成
所述高塑性镁锡合金的原料含量为：锡粉3%，粒度<74µm；锌粉2.5%，粒度<74µm；硅粉0.032%，粒度<74µm；钙粉2.5%，粒度<74µm；铅粉0.025%，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm；其余为镁粉，粒度<74µm。
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