[发明专利]一种阻燃镁合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及铝作次主要成分的镁基合金，具体地说是一种阻燃镁合金的制备方法。

背景技术

镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料，在国民经济的各个领域发挥着重要的作用。镁及镁合金燃点低、易燃烧，给工业化生产造成了不便，熔炼时必须采取一定措施。通常为解决镁熔炼中的燃烧问题，多采用气体保护法、溶剂覆盖法、合金化阻燃等方法。其中气体保护法会产生大量温室气体，不利于环保。溶剂覆盖法需要在镁合金熔炼过程中不断向熔体表面添加覆盖剂，这些覆盖剂可能在镁合金中形成夹杂或夹渣，从而影响镁合金的机械性能。合金化阻燃法，即在镁合金中引入阻燃元素以提高镁合金燃点的办法，克服了这些弊端，目前正被更多的使用。

现有技术中，CN101787473A公开了一种强韧阻燃镁合金及其制备方法，其组成成分的重量百分比分别为：Gd5.0～12.0%、Er0.5～3.0%、Mn0～1.0%、Zr0～0.8%，限制杂质元素的重量百分比含量为：Fe<0.005%、Si<0.05%、Cu<0.015%、Ni<0.002%，其余为Mg。该专利中稀土使用量较多，大大提高了产品成本，不利于产业化生产，且该专利使用的精炼剂中含有氯化物和氟化物，熔炼中产生有毒气体，造成环境污染。CN102660704A公开了一种阻燃镁合金，由镁锭、回用料、铝锭、锌锭、锰粉、钙、锶、稀土以及铝铍合金熔炼而成。合金成分中包含有铍，虽起到了好的阻燃效果，但铍及其化合物是剧毒物质，在合金熔炼过程中对操作人员身体健康造成极大危害，对厂区周边空气和土壤造成严重污染，不利于环保。CN101608278公开了阻燃泡沫镁合金及其制备方法，该合金中组成元素的原子比成分为Mg_98.8～99.5Y_0.05～0.3Dy_0.45～0.9；CN101629261公开了一种稀土阻燃镁合金及其制备方法，该合金中组成元素的原子百分比是Mg_96.0～98.19Y_0.31～0.5Dy_1.5～3.5。这两件专利中的合金成分中包含两种稀土元素，且稀土使用量较大，大大提高了成本，不利于产业化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种阻燃镁合金的制备方法，该阻燃镁合金中各组分元素的质量百分比为：Mg90.7～92.7%、Al6.0%、Mn0.3%、Ca0.5～1.5%、Y0.5～1.5%，克服了现有技术中阻燃镁合金的原料成本高和成分中含有有毒物质的缺点。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种阻燃镁合金的制备方法，步骤是：

第一步，原料配置

依据目标镁合金中各组分元素的质量百分比为：Mg90.7～92.7%、Al6.0%、Mn0.3%、Ca0.5～1.5%、Y0.5～1.5%，称取所需质量的纯度99.99%的镁锭、纯度99.99%的铝锭、纯度99.99%的锰片、钙含量20wt%的Mg-Ca中间合金和钇含量25wt%的Mg-Y中间合金为原料进行备料；

第二步，熔炼和精炼

将第一步中称量好的所有原料置于气体保护熔炼炉中，在760℃温度下进行熔炼，熔炼过程中通入体积比为CO₂:SF₆＝100:1的CO₂/SF₆混合气体进行保护，待所有原料完全熔化后，除去表面杂质，机械搅拌2分钟，搅拌桨转速100转/min，静置保温5分钟后，降温至740℃，加入精炼剂，精炼4～6分钟，至液面呈光亮镜面状，静置5分钟后进行捞渣；

第三步，浇注成阻燃镁合金铸锭

接续第二步，降温至720℃，在通入体积比为CO₂:SF₆＝100:1的CO₂/SF₆混合气体进行保护的条件下，浇注到内型腔尺寸为长8cm、宽8cm、高4cm的铸铁模具中，空冷至室温，制得Mg-Al-Mn-Ca-Y阻燃镁合金铸锭。

上述一种阻燃镁合金的制备方法，所用精炼剂由质量百分比为30%碳酸钙、20%碳酸锰和50%碳酸镁组成。

上述一种阻燃镁合金的制备方法，其中目标镁合金中各组分元素的质量百分比优选为：Mg92.7%、Al6.0%、Mn0.3%、Ca0.5%、Y0.5%。

上述一种阻燃镁合金的制备方法，其中目标镁合金中各组分元素的质量百分比优选为：Mg91.7%、Al6.0%、Mn0.3%、Ca1.0%、Y1.0%。