[发明专利]一种抗高温氧化镁合金

说明书

技术领域

本发明属于镁合金技术领域，涉及一种抗氧化镁合金，特别涉及一种抗高温镁合金。

背景技术

镁合金综合性能优异，用途广泛，但是熔点较低，在高温条件下易氧化甚至燃烧，严重限制了其使用范围。

影响镁合金高温氧化性能的因素多种多样，主要包括：

一、材料化学成分，如合金元素的种类及分布均匀性，杂质及其偏聚程度；

二、合金的相组成及组织结构，如高温氧化区相变情况，合金宏微观组织缺陷等；

三、氧化膜的性质，包括氧化膜本身性质，如氧化膜的完整性与致密性，即氧化物体积与金属体积之比(PBR)，氧化膜的热力学稳定性及物理性质；氧化膜与金属界面相容性，如氧化膜与金属的外延生长关系，界面的几何形状，界面化学性质(如界面杂质偏聚情况)，氧化膜与基体的界面能及界面结合强度；氧化膜与气相相容性，如是否构成自催化反应或氧化还原反应。

普通镁合金或者在化学成分上存在问题，或者合金组织结构不合理，或者初步氧化所得到的氧化膜不符合要求，不能阻止后续氧化，均不具有高温抗氧化效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有优异的抗高温氧化性能的镁合金。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

抗高温氧化镁合金，所述镁合金按质量百分比计由以下组分组成：Y：1～3％，Sn：0.1～1.5％，其余为镁和不可避免的杂质。

作为本发明抗高温氧化镁合金的优选，所述Y的质量百分含量为1.5-2.2％，所述Sn的质量百分含量为0.1-0.5％。

作为本发明抗高温氧化镁合金的另一种优选，所述Y与Sn的质量比为2:1-7:1。

作为本发明抗高温氧化镁合金的进一步优选，所述不可避免的杂质总量≤0.03％，其中Fe≤0.002％，Cu≤0.001％，Si≤0.005％。

制备所述抗高温氧化镁合金的方法，包括以下步骤：

1)、取材：取纯Mg，纯Sn以及Mg-Y中间合金，其中Mg-Y中间合金中Y的质量百分比为25-30％；

2)、熔炼：在CO₂和SF₆气氛保护下首先将纯镁加热到690-705℃，然后加入纯Sn和Mg-Y中间合金，充分搅拌熔炼得到镁合金熔液；

3)、浇注：将步骤2)的镁合金熔液于715-730℃保温15-25分钟、除杂后浇注成型；

4)、空冷步骤3)所得铸锭。

本发明的有益效果在于：本发明在镁合金中添加适量的Y和Sn，氧化时得到的Y₂O₃(PBR值1.39)和SnO₂(PBR值1.32)可以显著增强氧化膜的致密性，克服MgO薄膜(PBR值0.89)疏松多孔的缺陷，且SnO₂、Y₂O₃和MgO相容性好、含Y的氧化膜与镁合金基体结合紧密，所得氧化膜理化性能稳定，其阻止继续氧化镁合金的效果十分明显。本发明进一步对限定了合金中杂质特别是Cu、Fe、Si的含量，既可以避免杂质对合金高温氧化性能的影响，又充分降低杂质含量所带来的成本。本发明严格限制了镁合金熔炼、保温温度等工艺参数，浇筑得到的合金材料组织均匀，宏微观缺陷少，进一步增强了合金的抗高温氧化能力。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为实施例1所得镁合金与纯镁，AZ31镁合金的氧化增重曲线图；

图2为实施例1镁合金氧化处理后氧化层的横截面扫描图片；

图3、图4、图5为实施例1镁合金氧化层的横截面面扫描电镜能谱图，分别反映Mg、Y、Sn在横截面的分布情况。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

以下实施例将公开一种新型镁合金，其化学组分及配比如下：Y：1～3％，Sn：0.1～1.5％，其余为镁和不可避免的杂质。

进一步，该合金中Y的质量百分含量为1.5-2.2％，Sn的质量百分含量为0.1-0.5％。

进一步，该合金中Y与Sn的质量比为2:1-7:1。

进一步，该合金中不可避免的杂质总量≤0.03％，其中Fe≤0.002％，Cu≤0.001％，Si≤0.005％。

实施例1：

本实施例制备抗高温氧化镁合金的方法，包括：