鎂合金的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種鎂合金。其包括鎂(Mg)、6-12wt％(重量百分比)的鋰(Li)以及1-10wt％的鋁(Al)。此種鎂合金的固相線(xiàn)與液相線(xiàn)之間的溫度范圍≥50℃。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
鏌合金
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種合金，且特別涉及一種鎂合金。
【背景技術(shù)】
[0002] 半固態(tài)金屬鑄造是鑄造技術(shù)的一種。相較于傳統(tǒng)的鑄造技術(shù)而言，通過(guò)半固態(tài)金 屬鑄造可獲得較小的晶粒及較佳的機(jī)械性質(zhì)。半固態(tài)金屬鑄造的先決條件在于，所使用的 金屬/合金的固相線(xiàn)與液相線(xiàn)之間的溫度范圍要大，也即，從開(kāi)始熔解到完全熔解（固、液 相共存區(qū)）的溫度區(qū)間要大，以利于鑄造溫度的控制。如此一來(lái)，可獲得具有復(fù)雜形狀及良 好機(jī)械性質(zhì)的鑄件。
[0003] 鎂合金因其輕質(zhì)的特性而被廣泛應(yīng)用。在鎂合金中，鎂鋰（Mg-Li)合金是最輕的， 例如LZ91(Mg-9% Li-1% Zn)的比重僅約1. 5,遠(yuǎn)比目前商用鎂合金AZ91(Mg-9% A1-1% Zn)的1.81低很多。然而，其固相線(xiàn)與液相線(xiàn)之間的溫度范圍不大。舉例來(lái)說(shuō)，鎂-6wt% (重量百分比）鋰的合金的固相線(xiàn)液相線(xiàn)間溫度范圍只有4°C。這樣的合金并不適合用于 半固態(tài)金屬鑄造加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明涉及一種鎂合金，通過(guò)添加多種元素，擴(kuò)大固相線(xiàn)與液相線(xiàn)之間的溫度范 圍，適用于半固態(tài)金屬鑄造加工。并且，此種鎂合金還具有輕質(zhì)的特性。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述鎂合金包括鎂（Mg)、6_12wt %的鋰（Li)以及 1-lOwt%的鋁（A1)。其中鎂合金的固相線(xiàn)與液相線(xiàn)之間的溫度范圍彡50°C。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述鎂合金包括鎂（Mg)、6_12wt %的鋰（Li)、 l-10wt % 的鋁（A1)、0· 2-3wt % 的鋅（Zn)、彡 0· 3wt % 的錳（Μη)、彡 0· 2wt % 的硅（Si)、 < l.Owt% 的鈣（Ca)以及< l.Owt% 的錫（Sn)。
[0007] 為了對(duì)本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合所 附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下：
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的差熱分析儀（DSC)曲線(xiàn)圖（SDT Q600 V20. 9Build 20)。 [0009] 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的DSC曲線(xiàn)圖。
[0010] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例及比較例的特性整理圖。
[0011] 實(shí)施方式
[0012] 本發(fā)明涉及一種鎂合金，通過(guò)添加多種元素，可調(diào)整固相線(xiàn)與液相線(xiàn)之間的溫度 范圍。此種鎂合金包括鎂（Mg)、6-12wt%的鋰（Li)以及Ι-lOwt%的鋁（A1)，其固相線(xiàn)與 液相線(xiàn)之間的溫度范圍多50°C。由于具有較大的固相線(xiàn)及液相線(xiàn)間溫度范圍，所述的鎂合 金適合用于半固態(tài)金屬鑄造加工。在更佳的實(shí)施例中，其固相線(xiàn)與液相線(xiàn)之間的溫度范圍 彡95°C。另外，在一些實(shí)施例中，所述鎂合金具有小于1.65的比重（specific gravity)。 一般來(lái)說(shuō)，金屬鑄件的密度越小，其比強(qiáng)度（強(qiáng)度及密度之比）將越大，舉例來(lái)說(shuō)，適合應(yīng)用 于移動(dòng)裝置。
[0013] 在所述鎂合金中，鎂為主要成分。也即，除了所述的其他成分的比例外，剩余的比 例都為鎂。鎂為主成分，使得鎂合金整體具有輕質(zhì)的特性。鋰的添加可降低鎂合金的密度 至小于1. 65g/cm3,但會(huì)減小鎂合金固相線(xiàn)與液相線(xiàn)之間的溫度范圍。一般來(lái)說(shuō)，添加 lwt% 的鋰，液相線(xiàn)會(huì)下降約l〇°C，而固相線(xiàn)僅下降約5°C，因此減小鎂合金固相線(xiàn)與液相液相之 間的溫度范圍。鋁的添加可擴(kuò)大鎂合金固相線(xiàn)與液相液相之間的溫度范圍，但合金密度會(huì) 稍增加 。一般來(lái)說(shuō)，添加 lwt%的鋁，液相線(xiàn)會(huì)下降約2°C，但固相線(xiàn)可下降約10°C，因此擴(kuò) 大鎂合金固相線(xiàn)與液相線(xiàn)之間的溫度范圍。通過(guò)調(diào)整鋰及鋁的比例，可同時(shí)得到大的固相 線(xiàn)與液相線(xiàn)間溫度范圍及小的比重。
[0014] 在所述鎂合金中更可添加其他成分。例如可添加鋅（Zn)，這樣可改善耐腐蝕性， 并降低合金熔點(diǎn)。可添加少量錳（Μη)，這樣有助于合金的強(qiáng)度和耐腐蝕性。可添加少量硅 (Si)，這樣有助于合金的強(qiáng)度，并且，由于在凝固過(guò)程中鎂硅化合物的形成會(huì)放出熱量，因 此可改善鑄造特性。可添加少量鈣（Ca)，其有助于在半固態(tài)金屬鑄造過(guò)程中防止燃燒?？?添加少量錫（Sn)，其有助于合金的高溫強(qiáng)度。具體來(lái)說(shuō)，所述鎂合金可還包括0.2-3wt%的 鋅、< 0· 3wt%的猛、< 0· 2wt%的娃、< 1. Owt%的|丐以及< 1. Owt%的錫。
[0015] 以下舉幾個(gè)實(shí)施例和比較例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的效果。這些實(shí)施例和比較例都為 鎂-(X wt% )鋰-(Y wt% )鋁-lwt%鋅的合金，各實(shí)施例及比較例的X、Y值列于表1。
[0016] 表 1
[0017] 12 圖1為實(shí)施例4的DSC曲線(xiàn)圖，圖2
為實(shí)施例5的DSC曲線(xiàn)圖。從圖1和2可看 出二者的固相線(xiàn)與液相線(xiàn)之間的溫度范圍多50°C。實(shí)施例5的固相線(xiàn)與液相線(xiàn)之間的溫 度范圍甚至大于95°C。各實(shí)施例和比較例的比重及固相線(xiàn)與液相液相間溫度范圍示于圖3 的方塊 061 ~0101、0121、181、191、661、671、761、771、861 及 881。相較于比較例而言，本 發(fā)明的實(shí)施例可得到較大的固相線(xiàn)及液相線(xiàn)間溫度范圍。另外，本發(fā)明實(shí)施例的比重小于 1. 65,低于一般鎂合金的比重1. 8。 2 總而言之，本發(fā)明通過(guò)調(diào)整添加的多種元素種類(lèi)及各種類(lèi)的添加量，可得到固相 線(xiàn)與液相線(xiàn)之間溫度范圍大的鎂合金，其適用于半固態(tài)金屬鑄造加工。并且，此種鎂合金還 具有輕質(zhì)的特性，例如可適用于移動(dòng)裝置。
[0020] 綜上所述，雖然本發(fā)明已以?xún)?yōu)選實(shí)施例公開(kāi)如上，然而其并非用以限定本發(fā)明。本 發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有公知常識(shí)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)可 作各種的更改和修飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)根據(jù)后附的權(quán)利要求所界定的范圍為 準(zhǔn)。
[0021] 符號(hào)說(shuō)明
[0022] 061、071、081、091、0101、0121、181、191、661、671、761、771、861、881 :方塊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鎂合金，包括： 鎂（Mg); 6-12wt% (重量百分比）的鋰（Li);以及 Ι-lOwt% 的鋁（A1); 其中該鎂合金的固相線(xiàn)與液相線(xiàn)之間的溫度范圍多50°C。2. 如權(quán)利要求1所述的鎂合金，其中該溫度范圍多95°C。3. 如權(quán)利要求1所述的鎂合金，還包括： 0· 2-3wt% 的鋅（Zn); < 0· 3wt% 的猛（Μη); < 0· 2wt% 的娃（Si); < LOwt%的鈣（Ca);以及 < 1. Owt% 的錫（Sn)。4. 如權(quán)利要求1所述的鎂合金，具有小于1. 65的比重（specific gravity)。5. -種鎂合金，包括： 鎂（Mg); 6-12wt% 的鋰（Li); l-10wt% 的鋁（Al); 0· 2-3wt% 的鋅（Zn); < 0· 3wt% 的猛（Μη); < 0· 2wt% 的娃（Si); < LOwt%的鈣（Ca);以及 < 1. Owt% 的錫（Sn)。6. 如權(quán)利要求5所述的鎂合金，其中固相線(xiàn)與液相線(xiàn)之間的溫度范圍多95°C。7. 如權(quán)利要求1所述的鎂合金，具有小于1. 65的比重（specific gravity)。
【文檔編號(hào)】C22C23/00GK105838950SQ201510016017
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年1月13日
【發(fā)明人】王建義, 葉明堂, 吳政淵
【申請(qǐng)人】安立材料科技股份有限公司