一种压铸镁合金及其制作工艺.pdf

《一种压铸镁合金及其制作工艺.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种压铸镁合金及其制作工艺.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 104278183 A (43)申请公布日 2015.01.14 C N 1 0 4 2 7 8 1 8 3 A (21)申请号 201410598891.5 (22)申请日 2014.10.31 C22C 23/02(2006.01) C22C 1/03(2006.01) B22D 17/00(2006.01) (71)申请人杨攀 地址 510700 广东省广州市黄埔区双岗双沙 工业区富兴路8号 (72)发明人杨攀 (74)专利代理机构北京恒都律师事务所 11395 代理人李向东 (54) 发明名称 一种压铸镁合金及其制作工艺 (57) 摘要 本发明提供了一种压铸镁。

2、合金，其成分按重 量百分比包含：Al:4.1-4.5%，Gd:0.45-.055%， Cu:0.1-0.25%，Sb:0.15-0.3%，Mn:0.8-1.2%， Fe:0.35-0.4%，Zr:0.55-0.76%，Sn:0.35-0.45%， Ti:0.25-0.36%，Be:0.12-0.16%，Bi： 0.2-0.32%，Cr:0.02-0.12%，Nd：0.4-0.56%，V： 0.032-0.051%，余量为Mg，该压铸镁合金的制作 工艺，成本低且操作简便，获得的镁合金具有较高 的强度，使得此类镁合金具有比传统商业镁合金 优越的力学性能。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说。

3、明书4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 (10)申请公布号 CN 104278183 A CN 104278183 A 1/1页 2 1.一种压铸镁合金，其特征在于，按照重量百分比含量含有：Al:4.1-4.5%， Gd:0.45-.055%，Cu:0.1-0.25%，Sb:0.15-0.3%，Mn:0.8-1.2%，Fe:0.35-0.4%， Zr:0.55-0.76%，Sn:0.35-0.45%，Ti:0.25-0.36%，Be:0.12-0.16%，Bi：0.2-0.32%， Cr:0.02-0.12%，Nd：0.4-0.56%，。

4、V：0.032-0.051%，余量为Mg 。 2.如权利要求1所述的镁合金，其特征在于，按照重量百分比含量含有：Al:4.2%， Gd:0.5%，Cu:0.2%，Sb:0.25%，Mn：0.96%，Fe:0.38%，Zr:0.65%，Sn:0.4%，Ti:0.3%，Be:0.14%， Bi：0.25%，Cr:0.06%，Nd：0.5%，V：0.045%，余量为Mg。 3.一种如权利要求1或2所述的压铸镁合金的制作工艺，其特征在于： (1)原料准备：按照重量百分比含量为原料进行备料，所述原料为纯Mg锭、纯Al锭、纯 Zn、纯Sb、纯Sn、纯V、Mg-Ca中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Bi中。

5、间合金、Mg-Be中间合金、 Al-Nd中间合金、Mg-Zr中间合金、Mg-Gd中间合金、Mg-Ti中间合金、Mg-Cr中间合金、Al-Fe 中间合金； (2)熔炼：将称量好的上述所有原料置于气体保护熔炼炉中，在720温度下进行熔 炼，熔炼过程中通入体积比为CO2:SF6=150:1.5的CO2/ SF6混合气体进行保护，待所有原 料融化后，搅拌5分钟，除去表面杂质，在735745保温静置10分钟后，在通入体积比 为CO2:SF6=150:1.5的CO2/ SF6混合气体进行保护的条件下，浇注到内型腔尺寸为30cm 和直径为20cm的铁铸模具中，空冷至温室，制得母合金铸锭； (3) 精炼：用压。

6、铸方法制备高强韧镁合金，将第一步制得的母合金铸锭通过MDO250型 镁合金熔化炉进行熔化，采用N 2 和SF 6 混合气保护，其中SF 6 的体积百分比溶度为0.58%， 设置保护气体的工作压力位0.5MPa，供气温度为375，等待压射时长为5s，熔室温度为 750，泵室温度为725，待母合金铸锭完全熔化，制得镁合金精炼料； (4)压铸：将熔融的镁合金精炼料用DCC630m冷室镁合金压铸机压铸，压铸机的压铸工 艺参数如下：模温机温度175，模具预热时间65min、压射低速95%、一块位置120mm、二块 位置256mm、二块速度85%、增压位置372mm、增压速度56%、压射终止576min，。

7、压射时间6s、 冷却时间8s、增压压力62MPa和调模压力21MPa，在上述设置压铸工艺参数下启动压铸机进 行压铸，从而制得长35cm和25mm的高强韧镁合金材料。 权 利 要 求 书CN 104278183 A 1/4页 3 一种压铸镁合金及其制作工艺 技术领域 0001 本发明属于镁合金材料领域，尤其是一种压铸镁合金及其制作工艺。 背景技术 0002 人们使用金属材料已有悠久的历史，由于人类文明的快速发展，金属材料的消耗 与日俱增，某些金属矿产资源逐渐趋于枯竭。镁是地球上储量最丰富的元素之一，随着镁产 品市场开放应用空间的增大，镁资源将发挥更加重要的作用，可能会成为铜、铝后时代的第 一接力。

8、棒。 0003 镁合金比重在所有结构用合金中属于最轻者，因此，在不减少零部件的强度下，可 减轻铝或铁的零部件的重量。镁合金的比强度明显高于铝合金和钢，比刚度与铝合金和钢 相当。在弹性范围内，镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量比铝合金件大，所以镁合金具有 良好的抗震减噪性能；近年来， 由于人们对产品轻量化的要求日益迫切，镁合金性能的不 断改善及压铸技术的显著进步，压铸镁合金的用量显著增长。特别是人类对汽车提出了进 一步减轻重量、降低燃耗和排放、提高驾驶安全性和舒适性的要求，镁合金压铸技术正飞速 发展。此外，镁合金压铸件已逐步扩大到其他领域，如手提电脑外壳，手提电锯机壳，鱼钩自 动收线匣，录像机壳，。

9、移动电话机壳，航空器上的通信设备和雷达机壳，以及一些家用电器 具等。 0004 得益于中国汽车工业和3C等行业的转型升级及其中国经济地位的显著提升，镁 合金行业令市场看好。其中，汽车行业的轻量化，环保化需求，尤其是新能源汽车的发展，以 及镁合金研发技术和回收利用技术的不断进步，对促使镁合金的广泛应用将是利好消息。 发明内容 0005 针对现有技术存在的问题，本发明提供一种压铸镁合金的制作工艺，该工艺成本 低且操作简便，获得的镁合金具有较高的强度，使得此类镁合金具有比传统商业镁合金优 越的力学性能。 0006 为达此目的，本发明采用以下技术方案： 一种压铸镁合金，按照重量百分比含量含有：Al:4。

10、.1-4.5%，Gd:0.45-.055%， Cu:0.1-0.25%，Sb:0.15-0.3%，Mn:0.8-1.2%，Fe:0.35-0.4%，Zr:0.55-0.76%， Sn:0.35-0.45%，Ti:0.25-0.36%，Be:0.12-0.16%，Bi：0.2-0.32%，Cr:0.02-0.12%，Nd： 0.4-0.56%，V：0.032-0.051%，余量为Mg。 0007 进一步的，按照重量百分比含量含有：Al:4.2%，Gd:0.5%，Cu:0.2%，Sb:0.25%，Mn： 0.96%，Fe:0.38%，Zr:0.65%，Sn:0.4%，Ti:0.3%，Be:0.14。

11、%，Bi：0.25%，Cr:0.06%，Nd：0.5%， V：0.045%，余量为Mg。 0008 另外，还提供一种所述的压铸镁合金的制作工艺，包括以下步骤： (1)原料准备：按照重量百分比含量为原料进行备料，所述原料为纯Mg锭、纯Al锭、纯 Zn、纯Sb、纯Sn、纯V、Mg-Ca中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Bi中间合金、Mg-Be中间合金、 说 明 书CN 104278183 A 2/4页 4 Al-Nd中间合金、Mg-Zr中间合金、Mg-Gd中间合金、Mg-Ti中间合金、Mg-Cr中间合金、Al-Fe 中间合金； (2)熔炼：将称量好的上述所有原料置于气体保护熔炼炉中，在720温度。

12、下进行熔 炼，熔炼过程中通入体积比为CO2:SF6=150:1.5的CO2/ SF6混合气体进行保护，待所有原 料融化后，搅拌5分钟，除去表面杂质，在735745保温静置10分钟后，在通入体积比 为CO2:SF6=150:1.5的CO2/ SF6混合气体进行保护的条件下，浇注到内型腔尺寸为30cm 和直径为20cm的铁铸模具中，空冷至温室，制得母合金铸锭； (3) 精炼：用压铸方法制备高强韧镁合金，将第一步制得的母合金铸锭通过MDO250型 镁合金熔化炉进行熔化，采用N 2 和SF 6 混合气保护，其中SF 6 的体积百分比溶度为0.58%， 设置保护气体的工作压力位0.5MPa，供气温度为3。

13、75，等待压射时长为5s，熔室温度为 750，泵室温度为725，待母合金铸锭完全熔化，制得镁合金精炼料； (4)压铸：将熔融的镁合金精炼料用DCC630m冷室镁合金压铸机压铸，压铸机的压铸工 艺参数如下：模温机温度175，模具预热时间65min、压射低速95%、一块位置120mm、二块 位置256mm、二块速度85%、增压位置372mm、增压速度56%、压射终止576min，压射时间6s、 冷却时间8s、增压压力62MPa和调模压力21MPa，在上述设置压铸工艺参数下启动压铸机进 行压铸，从而制得长35cm和25mm的高强韧镁合金材料。 0009 该发明采用了熔炼的手法，除去表面杂质，达到提高。

14、原料纯度的技术效果；采用了 精炼和压铸的手法，达到制备高强韧镁合金的技术效果；本发明主要采用Mg和Al作原料， 镁是最轻的结构金属材料之一，又具有比强度和比刚度高、阻尼性和切削性好、易于回收等 优点，能够达到减重、节能、降低污染，改善环境的效果；铝 是当前用途十分广泛的、最经济 适用的材料之一，重量轻和耐腐蚀是其性能的两大突出特点。 0010 本发明的有益效果：减轻了重量、适用范围广、特别是针对于手提电脑外壳，手提 电锯机壳，鱼钩自动收线匣，录像机壳，移动电话机壳，航空器上的通信设备和雷达机壳，以 及一些家用电器具等，具有良好的适配性，且质量较佳，制备工艺也相对较为简单，仅通过 四个步骤即可完。

15、成，反向的减少了成本，效益较高，同时具有比传统商业镁合金优越的力学 性能，能够进行大面积的推广和适用。 具体实施方式 0011 实施例1 一种压铸镁合金，按照重量百分比含量含有：Al:4.2%，Gd:0.5%，Cu:0.2%，Sb:0.25%， Mn：0.96%，Fe:0.38%，Zr:0.65%，Sn:0.4%，Ti:0.3%，Be:0.14%，Bi：0.25%，Cr:0.06%，Nd： 0.5%，V：0.045%，余量为Mg。 0012 压铸镁合金的制作工艺，包括以下步骤： (1)原料准备：按照重量百分比含量为原料进行备料，所述原料为纯Mg锭、纯Al锭、纯 Zn、纯Sb、纯Sn、纯V、Mg。

16、-Ca中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Bi中间合金、Mg-Be中间合金、 Al-Nd中间合金、Mg-Zr中间合金、Mg-Gd中间合金、Mg-Ti中间合金、Mg-Cr中间合金、Al-Fe 中间合金； (2)熔炼：将称量好的上述所有原料置于气体保护熔炼炉中，在720温度下进行熔 炼，熔炼过程中通入体积比为CO2:SF6=150:1.5的CO2/ SF6混合气体进行保护，待所有原 说 明 书CN 104278183 A 3/4页 5 料融化后，搅拌5分钟，除去表面杂质，在735745保温静置10分钟后，在通入体积比 为CO2:SF6=150:1.5的CO2/ SF6混合气体进行保护的条件下，浇注。

17、到内型腔尺寸为30cm 和直径为20cm的铁铸模具中，空冷至温室，制得母合金铸锭； (3) 精炼：用压铸方法制备高强韧镁合金，将第一步制得的母合金铸锭通过MDO250型 镁合金熔化炉进行熔化，采用N 2 和SF 6 混合气保护，其中SF 6 的体积百分比溶度为0.58%， 设置保护气体的工作压力位0.5MPa，供气温度为375，等待压射时长为5s，熔室温度为 750，泵室温度为725，待母合金铸锭完全熔化，制得镁合金精炼料； (4)压铸：将熔融的镁合金精炼料用DCC630m冷室镁合金压铸机压铸，压铸机的压铸工 艺参数如下：模温机温度175，模具预热时间65min、压射低速95%、一块位置120。

18、mm、二块 位置256mm、二块速度85%、增压位置372mm、增压速度56%、压射终止576min，压射时间6s、 冷却时间8s、增压压力62MPa和调模压力21MPa，在上述设置压铸工艺参数下启动压铸机进 行压铸，从而制得长35cm和25mm的高强韧镁合金材料。 0013 实施例2： 一种镁合金，按照重量百分比含量含有：Al:4.1%，Gd:0.45%，Cu:0.1%，Sb:0.15%，Mn： 0.8%，Fe:0.35%，Zr:0.55%，Sn:0.35%，Ti:0.25%，Be:0.12%，Bi：0.2%，Cr:0.02%，Nd：0.4%， V：0.032%，余量为Mg。 0014 所述。

19、的压铸镁合金的制作工艺，包括以下步骤： (1)原料准备：按照重量百分比含量为原料进行备料，所述原料为纯Mg锭、纯Al锭、纯 Zn、纯Sb、纯Sn、纯V、Mg-Ca中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Bi中间合金、Mg-Be中间合金、 Al-Nd中间合金、Mg-Zr中间合金、Mg-Gd中间合金、Mg-Ti中间合金、Mg-Cr中间合金、Al-Fe 中间合金； (2)熔炼：将称量好的上述所有原料置于气体保护熔炼炉中，在700温度下进行熔 炼，熔炼过程中通入体积比为CO2:SF6=150:1.5的CO2/ SF6混合气体进行保护，待所有原 料融化后，搅拌5分钟，除去表面杂质，在720735保温静置10。

20、分钟后，在通入体积比 为CO2:SF6=150:1.5的CO2/ SF6混合气体进行保护的条件下，浇注到内型腔尺寸为25cm 和直径为10cm的铁铸模具中，空冷至温室，制得母合金铸锭； (3) 精炼：用压铸方法制备高强韧镁合金，将第一步制得的母合金铸锭通过MDO250型 镁合金熔化炉进行熔化，采用N 2 和SF 6 混合气保护，其中SF 6 的体积百分比溶度为0.64%， 设置保护气体的工作压力位0.68MPa，供气温度为350，等待压射时长为5s，熔室温度为 720，泵室温度为715，待母合金铸锭完全熔化，制得镁合金精炼料； (4)压铸：将熔融的镁合金精炼料用DCC630m冷室镁合金压铸机压。

21、铸，压铸机的压铸工 艺参数如下：模温机温度165，模具预热时间60min、压射低速92%、一块位置105mm、二块 位置226mm、二块速度82%、增压位置352mm、增压速度50%、压射终止556min，压射时间6s、 冷却时间8s、增压压力52MPa和调模压力16MPa，在上述设置压铸工艺参数下启动压铸机进 行压铸，从而制得长26cm和18mm的高强韧镁合金材料。 0015 实施例3： 一种压铸镁合金，按照重量百分比含量含有：Al:4.5%，Gd:0.55%，Cu:0.25%，Sb:0.3%， Mn：1.2%，Fe:0.4%，Zr:0.76%，Sn:0.45%，Ti:0.36%，Be:0.。

22、16%，Bi：0.32%，Cr:0.12%，Nd： 0.56%，V：0.051%，余量为Mg。 说 明 书CN 104278183 A 4/4页 6 0016 所述的压铸镁合金的制作工艺，包括以下步骤： (1)原料准备：按照重量百分比含量为原料进行备料，所述原料为纯Mg锭、纯Al锭、纯 Zn、纯Sb、纯Sn、纯V、Mg-Ca中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Bi中间合金、Mg-Be中间合金、 Al-Nd中间合金、Mg-Zr中间合金、Mg-Gd中间合金、Mg-Ti中间合金、Mg-Cr中间合金、Al-Fe 中间合金； (2)熔炼：将称量好的上述所有原料置于气体保护熔炼炉中，在750温度下进行熔 。

23、炼，熔炼过程中通入体积比为CO2:SF6=150:1.5的CO2/ SF6混合气体进行保护，待所有原 料融化后，搅拌5分钟，除去表面杂质，在745765保温静置10分钟后，在通入体积比 为CO2:SF6=150:1.5的CO2/ SF6混合气体进行保护的条件下，浇注到内型腔尺寸为45cm 和直径为25cm的铁铸模具中，空冷至温室，制得母合金铸锭； (3) 精炼：用压铸方法制备高强韧镁合金，将第一步制得的母合金铸锭通过MDO250型 镁合金熔化炉进行熔化，采用N 2 和SF 6 混合气保护，其中SF 6 的体积百分比溶度为0.68%， 设置保护气体的工作压力位0.65MPa，供气温度为385，等。

24、待压射时长为5s，熔室温度为 765，泵室温度为735，待母合金铸锭完全熔化，制得镁合金精炼料； (4)压铸：将熔融的镁合金精炼料用DCC630m冷室镁合金压铸机压铸，压铸机的压铸工 艺参数如下：模温机温度185，模具预热时间75min、压射低速105%、一块位置126mm、二块 位置265mm、二块速度95%、增压位置382mm、增压速度65%、压射终止586min，压射时间6s、 冷却时间8s、增压压力72MPa和调模压力32MPa，在上述设置压铸工艺参数下启动压铸机进 行压铸，从而制得长45cm和30mm的高强韧镁合金材料。 0017 实施例1-3得到的合金的性能列于下表 注：常规镁的抗。

25、拉强度为：280 MPa，屈服强度为：160 MPa，延伸率为：8%。 0018 本发明的有益效果：减轻了重量、适用范围广、特别是针对于手提电脑外壳，手提 电锯机壳，鱼钩自动收线匣，录像机壳，移动电话机壳，航空器上的通信设备和雷达机壳，以 及一些家用电器具等，具有良好的适配性，且质量较佳，制备工艺也相对较为简单，仅通过 四个步骤即可完成，反向的减少了成本，效益较高，同时具有比传统商业镁合金优越的力学 性能，能够进行大面积的推广和适用。 0019 以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能 限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围 内。 说 明 书CN 104278183 A 。