專利名稱：一種鎂合金細(xì)化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶粒細(xì)化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
鎂合金由于具有高的比強(qiáng)度、比剛度，因此可以廣泛地應(yīng)用于航空航天、汽車、機(jī) 械、電子、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域中，達(dá)到降低構(gòu)件重量的目的。應(yīng)用鎂合金細(xì)化劑對(duì)鎂合金熔體進(jìn) 行細(xì)化處理是提高鎂合金綜合性能和改善鎂合金成形性的重要手段。晶粒細(xì)化作用主要體 現(xiàn)在以下幾方面①細(xì)小的晶粒則有助于提高合金的力學(xué)性能和塑性變形能力；②細(xì)小的 晶粒則有助于減少熱裂和疏松等鑄造缺陷，從而使合金的性能得到提高；此外，細(xì)小的晶粒 還有助于改善鎂合金的耐腐蝕性能和加工性能。Mg-Al合金是最常用的商用鎂合金，由于 合金中鋁元素的存在，因此采用含ττ細(xì)化劑無(wú)法達(dá)到細(xì)化的效果。含鋁鎂合金的細(xì)化從原 理上目前主要有(1)過(guò)熱處理法就是將合金加熱到液相線以上150-260Κ，保溫一段時(shí)間 (保溫的時(shí)間長(zhǎng)短與合金類型、熔體純度及澆鑄工藝有關(guān))，然后快速冷卻到澆鑄溫度。這 種方法保溫時(shí)間太長(zhǎng)、溫度超出或者低于過(guò)熱溫度范圍都將導(dǎo)致晶粒粗化，條件要求嚴(yán)格， 過(guò)熱處理的操作溫度高，導(dǎo)致鎂的氧化燒損較嚴(yán)重；(2)含碳材料處理法該法是通過(guò)向鎂 合金熔體中加入碳或含碳的化合物，如固體石蠟、六氯乙烷、碳酸鹽或含碳?xì)怏w等，從而達(dá) 到細(xì)化晶粒的目的，但是這種方法需要在高于液相線150°C 200°C的溫度下熔煉，而且會(huì) 產(chǎn)生Cl2、HCI等有害氣體，造成環(huán)境污染；(3)氯化鐵法通過(guò)向含有鋁和錳的鎂合金熔體 中加入氯化鐵，可以獲得與過(guò)熱處理相似的細(xì)化效果。但由于雜質(zhì)元素Fe的存在，降低了 鎂合金的耐蝕性；(4)合金化法當(dāng)鎂合金中Ce的含量為0.8%時(shí)，晶粒尺寸可從260μπι被 細(xì)化到25 μ m,但是，這種細(xì)化使得合金熔煉的成本增加；(5)顆粒狀石墨或者碳化鋁顆粒 法顆粒狀石墨或者碳化鋁顆粒具有細(xì)化組織的作用，但這種粒子容易在晶界處產(chǎn)生偏聚， 成為裂紋源；(6) &元素法Λτ元素是鎂合金的一種非常好的細(xì)化劑，但是由于&容易與 合金中的Al元素發(fā)生反應(yīng)形成化合物，從而失去細(xì)化的效果，因此無(wú)法應(yīng)用于含Al的鎂合 金中，應(yīng)用范圍窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的鎂合金細(xì)化方法的過(guò)熱處理法條件要求嚴(yán)格且鎂的氧 化燒損較嚴(yán)重、含碳材料處理法的溫度高且產(chǎn)生CI2、HCI等有害氣、氯化鐵法降低了鎂合金 的耐蝕性、合金化法成本高、顆粒狀石墨或者碳化鋁顆粒法易在晶界處產(chǎn)生偏聚和ττ元素 法應(yīng)用范圍窄的問(wèn)題，而提供一種鎂合金細(xì)化劑及其制備方法。本發(fā)明的一種鎂合金細(xì)化劑是按質(zhì)量百分比由 30%的金屬鈣和70% 99%的原生鎂錠制成。上述的一種鎂合金細(xì)化劑的制備方法按以下步驟進(jìn)行的一、按質(zhì)量百分比稱取 30%的金屬鈣和70% 99%的原生鎂錠；二、將由步驟一稱取的原生鎂錠加入到熔
煉爐中，在氣氛保護(hù)下加熱至730°C 750°C后保持40min 90min ；三、將經(jīng)步驟一稱取的金屬鈣加入到熔煉爐中，在730°C 750°C下攪拌15min 30min，然后澆注成型，即得鎂合 金細(xì)化劑。步驟一所述的金屬鈣的純度為彡99.5% (質(zhì)量)，原生鎂錠的純度為彡99.95% (質(zhì)量)。步驟二中所述的保護(hù)氣為SF6 CO2的體積比為1 99的SF6和CO2的混合氣或 者SF6 N2的體積比為1 99的SF6和N2的混合氣。本發(fā)明所述的鎂合金細(xì)化劑中單一雜質(zhì)元素的允許范圍為< 0. 1%，全部雜質(zhì)元 素的允許范圍為< 0. 4%，此范圍內(nèi)的雜質(zhì)對(duì)鎂合金細(xì)化劑的性能沒(méi)有影響。當(dāng)將本發(fā)明的鎂合金細(xì)化劑加入到鎂合金熔體中后，鎂合金細(xì)化劑中的Ca元素 會(huì)完全溶解于合金熔體中，經(jīng)過(guò)攪拌后，Ca元素均勻地分布于熔體中，在隨后的凝固中，由 于Ca在α-Mg中的溶解度非常低，因此，Ca元素主要分布在凝固前沿的固液界面，產(chǎn)生富 集。Ca元素在凝固的固液界面的富集聚就會(huì)達(dá)到成分過(guò)冷，于是加快了鎂合金的形核速度， 另一方面，Ca元素的富集也阻礙了凝固前沿界面的移動(dòng)速度，所以，正是由于這種Ca元素 在凝固過(guò)程中的富集達(dá)到了細(xì)化鎂合金的目的。本發(fā)明的鎂合金細(xì)化劑的加入溫度與常規(guī)鎂合金的熔煉溫度一致，不需要過(guò)熱處 理，避免了鎂的氧化燒損。使用過(guò)程中，鎂合金細(xì)化劑中的元素完全溶入到鎂合金熔體中， 不產(chǎn)生雜質(zhì)、氣體；利用鈣元素來(lái)對(duì)鎂合金的組織進(jìn)行細(xì)化，對(duì)鎂合金的耐蝕性無(wú)影響，該 鎂合金細(xì)化劑中的原料為金屬鈣和原生鎂錠，與合金法相比，金屬鈣的原料成本比鈰大大 降低，使本發(fā)明的成本相對(duì)較低，而且鎂合金細(xì)化劑在鎂合金中分布均勻，無(wú)偏析；本發(fā)明 的鎂合金細(xì)化劑可以適用于包括含Al元素在內(nèi)的所有鎂合金，應(yīng)用范圍廣泛；細(xì)化劑中的 鈣元素不會(huì)在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生沉淀，細(xì)化效果不存在時(shí)效性，而且Ca元素不僅起到細(xì)化的 作用，而且可以起到合金化的目的，提高了鎂合金的力學(xué)性能，使合細(xì)在細(xì)化后拉伸強(qiáng)度提 高了 9% 27%，屈服強(qiáng)度提高了 25% 32%，伸長(zhǎng)率提高了 40% 92%。


圖1是具體實(shí)施方式
十三的未經(jīng)細(xì)化的ΑΖ31合金的金相組織光學(xué)顯微鏡圖；圖2 是用具體實(shí)施方式
十三的鎂合金細(xì)化劑細(xì)化后的ΑΖ31合金的金相組織光學(xué)顯微鏡圖；圖3 是具體實(shí)施方式
十四的未經(jīng)細(xì)化的ΖΚ60鎂合金的金相組織光學(xué)顯微鏡圖；；圖4是用具體 實(shí)施方式十四的鎂合金細(xì)化劑細(xì)化后的ΖΚ60鎂合金的金相組織光學(xué)顯微鏡圖；圖5是用具 體實(shí)施方式十五的鎂合金細(xì)化劑細(xì)化后的ΖΚ60鎂合金的金相組織光學(xué)顯微鏡圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的一種鎂合金細(xì)化劑是按質(zhì)量百分比由 30% 的金屬鈣和70% 99%的原生鎂錠制成。本實(shí)施方式的鎂合金細(xì)化劑的加入溫度與常規(guī)鎂合金的熔煉溫度一致，不需要過(guò) 熱處理，避免了鎂的氧化燒損。使用過(guò)程中，鎂合金細(xì)化劑中的元素完全溶入到鎂合金熔體 中，不產(chǎn)生雜質(zhì)、氣體；利用鈣元素來(lái)對(duì)鎂合金的組織進(jìn)行細(xì)化，對(duì)鎂合金的耐蝕性無(wú)影響， 該鎂合金細(xì)化劑中的原料為金屬鈣和原生鎂錠，與合金法相比，金屬鈣的原料成本比鈰大 大降低，使本發(fā)明的成本相對(duì)較低，而且鎂合金細(xì)化劑在鎂合金中分布均勻，無(wú)偏析；本發(fā)明的鎂合金細(xì)化劑可以適用于包括含Al元素在內(nèi)的所有鎂合金，應(yīng)用范圍廣泛；細(xì)化劑中 的鈣元素不會(huì)在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生沉淀，細(xì)化效果不存在時(shí)效性，而且Ca元素不僅起到細(xì)化 的作用，而且可以起到合金化的目的，提高了鎂合金的力學(xué)性能，使合細(xì)在細(xì)化后拉伸強(qiáng)度 提高了 9% 27%，屈服強(qiáng)度提高了 25% 32%，伸長(zhǎng)率提高了 40% 92%。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是一種鎂合金細(xì)化劑是 按質(zhì)量百分比由5% 25%的金屬鈣和75% 95%的原生鎂錠制成。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是一種鎂合金細(xì)化 劑是按質(zhì)量百分比由15%的金屬鈣和85%的原生鎂錠制成。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式的一種鎂合金細(xì)化劑的制備方法按以下步驟進(jìn)行 的一、按質(zhì)量百分比稱取1 % 30 %的金屬鈣和70 % 99 %的原生鎂錠；二、將由步驟 一稱取的原生鎂錠加入到熔煉爐中，在氣氛保護(hù)下加熱至730°C 750°C后保持40min 90min ；三、將經(jīng)步驟一稱取的金屬鈣加入到熔煉爐中，在730°C 750°C下攪拌15min 30min，然后澆注成型，即得鎂合金細(xì)化劑。本實(shí)施方式的鎂合金細(xì)化劑可制成塊狀、小錠型或線材等形狀。本實(shí)施方式所述的鎂合金細(xì)化劑中單一雜質(zhì)元素的允許范圍為< 0. 1%，全部雜 質(zhì)元素的允許范圍為< 0. 4%，此范圍內(nèi)的雜質(zhì)對(duì)鎂合金細(xì)化劑的性能沒(méi)有影響。本實(shí)施方式的鎂合金細(xì)化劑的加入溫度與常規(guī)鎂合金的熔煉溫度一致，不需要過(guò) 熱處理，避免了鎂的氧化燒損。使用過(guò)程中，鎂合金細(xì)化劑中的元素完全溶入到鎂合金熔體 中，不產(chǎn)生雜質(zhì)、氣體；利用鈣元素來(lái)對(duì)鎂合金的組織進(jìn)行細(xì)化，對(duì)鎂合金的耐蝕性無(wú)影響， 該鎂合金細(xì)化劑中的原料為金屬鈣和原生鎂錠，與合金法相比，金屬鈣的原料成本比鈰大 大降低，使本發(fā)明的成本相對(duì)較低，而且鎂合金細(xì)化劑在鎂合金中分布均勻，無(wú)偏析；本發(fā) 明的鎂合金細(xì)化劑可以適用于包括含Al元素在內(nèi)的所有鎂合金，應(yīng)用范圍廣泛；細(xì)化劑中 的鈣元素不會(huì)在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生沉淀，細(xì)化效果不存在時(shí)效性，而且Ca元素不僅起到細(xì)化 的作用，而且可以起到合金化的目的，提高了鎂合金的力學(xué)性能，使合細(xì)在細(xì)化后拉伸強(qiáng)度 提高了 9% 27%，屈服強(qiáng)度提高了 25% 32%，伸長(zhǎng)率提高了 40% 92%。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四不同的是步驟一所述的金屬鈣 的純度為彡99. 5% (質(zhì)量)，原生鎂錠的純度為彡99. 95% (質(zhì)量)。其它與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四或五不同的是步驟二中所述的 保護(hù)氣為SF6 CO2的體積比為1 99的SFf^P CO2的混合氣或者SF6 N2的體積比為 1 99的SFf^P N2的混合氣。其它與具體實(shí)施方式
四或五相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至六之一不同的是步驟一中按 質(zhì)量百分比稱取5% 25%的金屬鈣和75% 95%的原生鎂錠。其它與具體實(shí)施方式
四 至六之一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至七之一不同的是步驟一中按 質(zhì)量百分比稱取15%的金屬鈣和85%的原生鎂錠。其它與具體實(shí)施方式
四至七之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至八之一不同的是步驟二中加 熱至735°C 745°C后保持50min 80min。其它與具體實(shí)施方式
四至八之一相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至九之一不同的是步驟二中加熱至740°C后保持60min。其它與具體實(shí)施方式
四至九之一相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至十之一不同的是步驟三中 在735°C 745°C下攪拌18min 28min。其它與具體實(shí)施方式
四至十之一相同。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四至十一之一不同的是步驟三 中在740°C下攪拌22min。其它與具體實(shí)施方式
四至十一之一相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式的一種鎂合金細(xì)化劑是按質(zhì)量百分比由5%的金 屬鈣和95%的原生鎂錠制成。本實(shí)施方式的一種鎂合金細(xì)化劑的制備方法按以下步驟進(jìn)行的一、按質(zhì)量百分 比稱取5%的純度為99. 9% (質(zhì)量)的金屬鈣和95%的純度為99. 95% (質(zhì)量)的原生 鎂錠；二、將由步驟一稱取的原生鎂錠加入到熔煉爐中，在氣氛保護(hù)下加熱至750°C后保持 60min ；三、將經(jīng)步驟一稱取的金屬鈣加入到熔煉爐中，在750°C下攪拌15min，然后澆注成 塊狀，即得鎂合金細(xì)化劑；步驟二中所述的保護(hù)氣為SF6 CO2的體積比為1 99的SF6和 CO2的混合氣。本實(shí)施方式的制備的鎂合金細(xì)化劑用于細(xì)化AZ31鎂合金，AZ31鎂合金的熔煉是 在99.5% (體積)0)2和0.5% (體積)SF6組成的混合保護(hù)氣氛下進(jìn)行的，熔煉在電阻爐上 進(jìn)行，當(dāng)熔煉溫度為730°C時(shí)，加入占熔體總重量的4 %的鎂合金細(xì)化劑，溶煉合格后按重 力金屬型鑄造，得到細(xì)化后的AZ31合金。制備片狀試樣，試片的標(biāo)距為20mm，試片的厚度為2mm，寬度為6mm。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T228-2002《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》測(cè)試抗拉強(qiáng)度，采用標(biāo)距為IOmm的引伸計(jì)測(cè) 定材料的延伸率，采用直線截取法按ASTM E112-G6進(jìn)行晶粒尺寸的測(cè)定。未經(jīng)細(xì)化的AZ31合金的金相組織光學(xué)顯微鏡圖如圖1所示，從圖1可以看出，細(xì) 化前AZ31合金的晶粒尺寸為125 μ m，而且細(xì)化前AZ31合金的抗拉強(qiáng)度為172MPa、伸長(zhǎng)率 6%，用本實(shí)施方式的鎂合金細(xì)化劑細(xì)化后的AZ31合金的金相組織光學(xué)顯微鏡圖如圖2所 示，從圖2可以看出，細(xì)化后晶粒尺寸為84 μ m,比細(xì)化前減小了 32. 8%，而且細(xì)化后合金的 抗拉強(qiáng)度為188MPa、伸長(zhǎng)率8. 5%，分別比細(xì)化前增加了 9. 3%和42%。本實(shí)施方式的鎂合金細(xì)化劑的加入溫度與常規(guī)鎂合金的熔煉溫度一致，不需要過(guò) 熱處理，避免了鎂的氧化燒損。使用過(guò)程中，鎂合金細(xì)化劑中的元素完全溶入到鎂合金熔體 中，不產(chǎn)生雜質(zhì)、氣體；利用鈣元素來(lái)對(duì)鎂合金的組織進(jìn)行細(xì)化，對(duì)鎂合金的耐蝕性無(wú)影響， 該鎂合金細(xì)化劑中的原料為金屬鈣和原生鎂錠，與合金法相比，金屬鈣的原料成本比鈰大 大降低，使本發(fā)明的成本相對(duì)較低，細(xì)化劑中的鈣元素不會(huì)在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生沉淀，細(xì)化效 果不存在時(shí)效性，而且Ca元素不僅起到細(xì)化的作用，而且還可以起到提高鎂合金的力學(xué)性 能。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式的一種鎂合金細(xì)化劑是按質(zhì)量百分比由10%的 金屬鈣和90%的原生鎂錠制成。本實(shí)施方式的一種鎂合金細(xì)化劑的制備方法按以下步驟進(jìn)行的一、按質(zhì)量百分比稱取10%的純度為99. 9% (質(zhì)量)的金屬鈣和90%的純度為99.98% (質(zhì)量)的原生 鎂錠；二、將由步驟一稱取的原生鎂錠加入到熔煉爐中，在氣氛保護(hù)下加熱至750°C后保持 45min ；三、將經(jīng)步驟一稱取的金屬鈣加入到熔煉爐中，在750°C下攪拌20min，然后澆注成 塊狀，即得鎂合金細(xì)化劑；步驟二中所述的保護(hù)氣為SF6 N2的體積比為1 99的SF6和N2的混合氣。本實(shí)施方式的制備的鎂合金細(xì)化劑用于細(xì)化ZK60鎂合金，ZK60鎂合金的熔煉是 在99% (體積)0)2和1% (體積)SF6組成的混合保護(hù)氣氛下進(jìn)行的，熔煉在電阻爐上進(jìn)行， 當(dāng)熔煉溫度為740°C時(shí)，加入占熔體總重量的的鎂合金細(xì)化劑，溶煉合格后按重力金屬 型鑄造，得到細(xì)化后的ZK60鎂合。制備片狀試樣，試片的標(biāo)距為20mm，試片的厚度為2mm，寬度為6mm。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T228-2002《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》測(cè)試抗拉強(qiáng)度，采用標(biāo)距為IOmm的引伸計(jì)測(cè)定材料的延伸率，采用直線截取法按ASTM E112-G6進(jìn)行晶粒尺寸的測(cè)定。
未經(jīng)細(xì)化的ZK60鎂合金的金相組織光學(xué)顯微鏡圖如圖3所示，從圖3可以看出， 細(xì)化前ZK60鎂合金的晶粒尺寸為98 μ m,而且細(xì)化前ZK60鎂合金的抗拉強(qiáng)度為193MPa、伸 長(zhǎng)率6%，用本實(shí)施方式的鎂合金細(xì)化劑細(xì)化后的ZK60鎂合金的金相組織光學(xué)顯微鏡圖如 圖4所示，從圖4可以看出，細(xì)化后晶粒尺寸為75 μ m,比細(xì)化前減小了 23. 4%，而且細(xì)化后 合金的抗拉強(qiáng)度為210MPa、伸長(zhǎng)率9.5%，分別比細(xì)化前增加了 8. 8 %和58 %。本實(shí)施方式的鎂合金細(xì)化劑的加入溫度與常規(guī)鎂合金的熔煉溫度一致，不需要過(guò) 熱處理，避免了鎂的氧化燒損。使用過(guò)程中，鎂合金細(xì)化劑中的元素完全溶入到鎂合金熔體 中，不產(chǎn)生雜質(zhì)、氣體；利用鈣元素來(lái)對(duì)鎂合金的組織進(jìn)行細(xì)化，對(duì)鎂合金的耐蝕性無(wú)影響， 該鎂合金細(xì)化劑中的原料為金屬鈣和原生鎂錠，與合金法相比，金屬鈣的原料成本比鈰大 大降低，使本發(fā)明的成本相對(duì)較低，細(xì)化劑中的鈣元素不會(huì)在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生沉淀，細(xì)化效 果不存在時(shí)效性，而且Ca元素不僅起到細(xì)化的作用，而且還可以起到提高鎂合金的力學(xué)性 能。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式的一種鎂合金細(xì)化劑是按質(zhì)量百分比由20%的 金屬鈣和80%的原生鎂錠制成。本實(shí)施方式的一種鎂合金細(xì)化劑的制備方法按以下步驟進(jìn)行的一、按質(zhì)量百分 比稱取20%的純度為99. 9% (質(zhì)量)的金屬鈣和80%的純度為99.98% (質(zhì)量)的原生 鎂錠；二、將由步驟一稱取的原生鎂錠加入到熔煉爐中，在氣氛保護(hù)下加熱至750°C后保持 75min ；三、將經(jīng)步驟一稱取的金屬鈣加入到熔煉爐中，在750°C下攪拌25min，然后澆注成 塊狀，即得鎂合金細(xì)化劑；步驟二中所述的保護(hù)氣為SF6 CO2的體積比為1 99的SF6和 CO2的混合氣。本實(shí)施方式的制備的鎂合金細(xì)化劑用于細(xì)化ZK60鎂合金，ZK60鎂合金的熔煉是 在99% (體積)0)2和1% (體積)SF6組成的混合保護(hù)氣氛下進(jìn)行的，熔煉在電阻爐上進(jìn)行， 當(dāng)熔煉溫度為740°C時(shí)，加入占熔體總重量的的鎂合金細(xì)化劑，溶煉合格后按重力金屬 型鑄造，得到細(xì)化后的ZK60鎂合金。制備片狀試樣，試片的標(biāo)距為20mm，試片的厚度為2mm，寬度為6mm。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T228-2002《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》測(cè)試抗拉強(qiáng)度，采用標(biāo)距為IOmm的引伸計(jì)測(cè) 定材料的延伸率，采用直線截取法按ASTM E112-G6進(jìn)行晶粒尺寸的測(cè)定。未細(xì)化的ZK60鎂合金的抗拉強(qiáng)度為193MPa、伸長(zhǎng)率5. 8%，用本實(shí)施方式的鎂合 金細(xì)化劑細(xì)化后的ZK60鎂合金的金相組織光學(xué)顯微鏡圖如圖5所示，從圖5可以看出， 細(xì)化后晶粒尺寸為42 μ m，而未細(xì)化的晶粒尺寸為98 μ m，細(xì)化后比細(xì)化前減小了 57. 1%， 而且細(xì)化后的鎂合金的抗拉強(qiáng)度為244MPa，伸長(zhǎng)率10. 6 %，分別比未細(xì)化的鎂合金增加了26. 4%和 82. 3%。 本實(shí)施方式的鎂合金細(xì)化劑的加入溫度與常規(guī)鎂合金的熔煉溫度一致，不需要過(guò) 熱處理，避免了鎂的氧化燒損。使用過(guò)程中，鎂合金細(xì)化劑中的元素完全溶入到鎂合金熔體 中，不產(chǎn)生雜質(zhì)、氣體；利用鈣元素來(lái)對(duì)鎂合金的組織進(jìn)行細(xì)化，對(duì)鎂合金的耐蝕性無(wú)影響， 該鎂合金細(xì)化劑中的原料為金屬鈣和原生鎂錠，與合金法相比，金屬鈣的原料成本比鈰大 大降低，使本發(fā)明的成本相對(duì)較低，細(xì)化劑中的鈣元素不會(huì)在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生沉淀，細(xì)化效 果不存在時(shí)效性，而且Ca元素不僅起到細(xì)化的作用，而且還可以起到提高鎂合金的力學(xué)性 能。
權(quán)利要求
一種鎂合金細(xì)化劑，其特征在于一種鎂合金細(xì)化劑是按質(zhì)量百分比由1％～30％的金屬鈣和70％～99％的原生鎂錠制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂合金細(xì)化劑，其特征在于一種鎂合金細(xì)化劑是按質(zhì)量 百分比由5% 25%的金屬鈣和75% 95%的原生鎂錠制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂合金細(xì)化劑，其特征在于一種鎂合金細(xì)化劑是按質(zhì)量 百分比由15%的金屬鈣和85%的原生鎂錠制成。
4.如權(quán)利要求1所述的一種鎂合金細(xì)化劑的制備方法，其特征在于一種鎂合金細(xì)化 劑的制備方法按以下步驟進(jìn)行的一、按質(zhì)量百分比稱取 30%的金屬鈣和70% 99%的原生鎂錠；二、將由步驟一稱取的原生鎂錠加入到熔煉爐中，在氣氛保護(hù)下加熱至 730°C 750°C后保持40min 90min ；三、將經(jīng)步驟一稱取的金屬鈣加入到熔煉爐中，在 730°C 750°C下攪拌15min 30min，然后澆注成型，即得鎂合金細(xì)化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鎂合金細(xì)化劑的制備方法，其特征在于步驟一所述的金 屬鈣的純度為彡99.5% (質(zhì)量)，原生鎂錠的純度為彡99.95% (質(zhì)量)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種鎂合金細(xì)化劑的制備方法，其特征在于步驟二中所 述的保護(hù)氣為SF6 CO2的體積比為1 99的SF6和CO2的混合氣或者SF6 N2的體積比 為1 99的SFf^P N2的混合氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鎂合金細(xì)化劑的制備方法，其特征在于步驟一中按質(zhì)量 百分比稱取5% 25%的金屬鈣和75% 95%的原生鎂錠。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種鎂合金細(xì)化劑的制備方法，其特征在于步驟二中加 熱至735 °C 745 °C后保持50min 80min。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種鎂合金細(xì)化劑的制備方法，其特征在于步驟三中在 735 °C 745 °C 下攪拌 18min 28min。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種鎂合金細(xì)化劑的制備方法，其特征在于步驟三中在 740 °C 下攪拌 22min。
全文摘要
一種鎂合金細(xì)化劑及其制備方法，它涉及晶粒細(xì)化劑及其制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的鎂合金細(xì)化方法的過(guò)熱處理法條件要求嚴(yán)格且鎂的氧化燒損較嚴(yán)重、含碳材料處理法的溫度高且產(chǎn)生Cl2、HCI等有害氣、氯化鐵法降低了鎂合金的耐蝕性、合金化法成本高、顆粒狀石墨或者碳化鋁顆粒法易在晶界處產(chǎn)生偏聚和Zr元素法應(yīng)用范圍窄的問(wèn)題。本發(fā)明的鎂合金細(xì)化劑由金屬鈣和原生鎂錠制成。制備方法先將原生鎂錠在氣氛保護(hù)下加熱熔融，然后加入金屬鈣使其熔解并攪拌均勻，然后澆注成型，即得鎂合金細(xì)化劑。本發(fā)明的鎂合金細(xì)化劑無(wú)燒損、不產(chǎn)有害氣、對(duì)鎂合金的耐蝕性無(wú)影響、成本低、在合金中分布均勻，可以提高合金力學(xué)性能，用于細(xì)化鎂合金。
文檔編號(hào)C22C1/02GK101812607SQ20101015275
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者萬(wàn)楚豪, 吳欣鳳, 張二林, 曹永亮, 李慕勤, 林森, 王國(guó)軍, 許健偉 申請(qǐng)人:東北輕合金有限責(zé)任公司