[发明专利]一种抗氧化镁合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗氧化镁合金及其制备方法，属于材料合金技术领域。

背景技术

镁合金的密度比较小，远低于铁和铝，但比强度和比刚度比较高，另外具有良好的导热性能、优良的铸造和机加工性能，以及阻尼减震性能好，是新兴最轻的金属结构材料；在汽车和摩托车制造业、便携式电子产品、航空航天、体育用品等领域有着广泛的应用前景。在铸造镁合金中，镁铝系合金由于成本低、易于铸造和加工以及良好的综合性能等优点，是目前应用最广的铸造镁合金体系之一，最具有代表性的是AZ31、AZ61、AZ80、AZ91和AM60等。

然而，镁的化学性质比较活泼，在空气中立即发生氧化，形成疏松多孔、脆而不致密的氧化膜，不能起到保护基体的作用，镁本身的性质导致其合金高温抗氧化性能差，严重阻碍了镁合金的应用范围。

申请公布号为CN 104233026A的中国发明专利一种耐热镁合金及其制备方法，公开了一种耐热镁合金，由以下质量百分比的组分组成：3％～8％Al，0.5％～1.5％Zn，0.1～0.7％Sr，0.3～1.5％CaO，余量为Mg和不可避免的杂质，其高温下抗拉强度有所提高，但是合金制备成本较高且抗氧化性能较差。因此，迫切需求开发出一种成本相对低廉和具有高温抗氧化性能的新型镁合金。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗氧化镁合金，解决现有镁合金在满足一定力学性能条件下，不能同时兼顾制备成本低和高抗氧化性能的问题。

本发明第二个目的在于提供一种抗氧化镁合金的制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种抗氧化镁合金，由以下质量百分比的组分组成：铝元素8～11％，锌元素1％，CaO 0.5％，其余为金属镁和不可避免的杂质元素。

上述不可避免的杂质元素的含量不超过0.02％。

上述抗氧化镁合金的制备方法，包括以下步骤：

1)将原料镁、铝在CO₂和SF₆混合气体保护下熔融，形成金属液A；

2)将金属液A温度升至720～750℃，加入锌和CaO，保温5～10分钟，得金

属液B；

3)将金属液B浇注成型，得到合金铸锭；

4)将步骤3)所得合金铸锭进行热处理，即得。

步骤1)中的镁和铝以及步骤2)中的锌在使用前经去氧化处理和干燥处理。

步骤1)中的镁和铝以镁块和铝块的形式加入。步骤1)中的镁和铝为纯镁和纯铝。

步骤2)中的锌以锌粒的形式加入。步骤2)中的锌为纯锌。

步骤2)中的CaO采用铝箔包裹后加入。所述氧化钙为CaO粉末。所述氧化钙粉末在使用前经干燥处理。

步骤3)中浇注成型所用的模具在浇注前经280～320℃预热处理。

步骤3)中浇注成型采用的模具为金属型模具。

步骤3)中金属液B浇注成型的浇注方式为底注式浇注。

步骤4)中热处理为固溶处理和人工时效处理。

所述固溶处理温度为400～420℃，处理时间为12～20小时。所述固溶处理后采用40～60℃热水淬火。

所述人工时效处理温度为180～220℃，处理时间为16～24小时。所述人工时效处理后进行空冷。