[发明专利]一种Mg-Zn-Ca合金的熔配方法

说明书

本发明属于Mg‑Zn‑Ca系合金的熔炼技术领域，公开了一种Mg‑Zn‑Ca合金的熔配方法。该方法将所需的Ca以片状纯Ca的形式、Zn以粒状纯Zn的方式与纯Mg粉按照一定比例湿态混合均匀并冷压成块状坯料，然后再次与剩余的原料一起熔炼，从而达到使烧损量降至最低的目的。本发明具有Ca元素烧损少，制备的合金化学成分波动小，质量好的特点。

技术领域

本发明属于Mg-Zn-Ca系合金的熔炼技术领域，特别涉及一种减少制备Mg-Zn-Ca系合金过程中元素烧损的方法。

背景技术

Mg-Zn是应用最为广泛的变形铸造镁合金之一，但实际生产中Mg-Zn系合金都要添加其他合金元素，改善合金的组织以提高材料性能。目前对Mg-Zn系合金起细化作用的常见合金化元素有：V、Cr、Y、Mn、Zr、Ca、Nd和Ce。研究表明：Ca元素可显著改善Mg-Zn系合金的阻燃能力、热稳定性、抗蠕变性、抗氧化性和时效强化效果，又能提高合金的拉伸强度，所以Mg-Zn-Ca系合金现已成为众多镁合金工作者高度关注的新型镁合金之一。

熔炼是Mg-Zn-Ca系合金常见的制备工艺。在熔炼过程中，Ca元素的烧损严重，一般采用真空熔炼、过量添加或中间合金化等方法来减少烧损，但是存在成本急剧上升和烧损量很难控制等问题。合金熔炼的烧损量与元素加入时的温度、熔炼时间、加入元素的形态以及加入的方法等因素有关，制备出的Mg-Zn-Ca系合金的质量极其不稳定。

因此急需一种合适的方法以减少Mg-Zn-Ca系合金在熔炼过程中的烧损。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少Mg-Zn-Ca系合金在熔炼过程中烧损的方法。

本发明提供一种减少Mg-Zn-Ca系合金熔炼烧损的方法，将所需的Ca以片状纯Ca的形式、Zn以粒状纯Zn的方式与纯Mg粉按照一定比例湿态混合均匀并冷压成块状坯料，然后再次与剩余的原料一起熔炼，从而达到使烧损量降至最低的目的。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现。

一种Mg-Zn-Ca合金的熔配方法，包括步骤如下：

(1)按照目标Mg-Zn-Ca合金成分，考虑烧损，计算添加Ca和Zn的总量以及纯镁的重量；

(2)将Ca以片状纯Ca的形式、Zn以粒状纯Zn的形式与纯Mg粉混合，以Ca的总量为基数，按照质量比Ca：Zn：Mg＝1:(0.5～2):(1～3)混合，过程中添加乙醇，湿态混合均匀；

(3)将步骤(2)湿态混合粉末冷压成块状坯料；

(4)采用熔炼炉将步骤(2)混合后剩下的原料在保护气氛下熔炼，升温至700-780℃，得镁合金熔体；

(5)将步骤(3)得到的块状坯料用压勺压入步骤(4)的镁合金熔体中，静止10-30min后，采用石墨棒搅拌5-10min，使成分均匀，用扒勺扒去形成的杂质，然后浇铸成铸锭。

上述添加的Ca是纯度>99.9％的纯钙，形状为0.5-5mm厚，1-10mm长，1-5mm宽的片状Ca。

上述添加的Zn为纯度>99.9％的纯锌，直径0.1-5mm的规则或不规则Zn颗粒。

上述添加的Mg为纯度>99.9％的纯镁粉，粒径在0.05-0.5mm。

按照设计的Mg-Zn-Ca合金成分，适当考虑烧损计算熔炼所需Ca、Zn以及纯镁的重量。

上述步骤(3)中冷压的压力范围：100-600Mpa。

上述步骤(5)中坯料压入时镁合金熔体的温度控制在700-780℃。

进一步地，步骤(5)中坯料压入时镁合金熔体的温度控制在700-730℃。