专利汇可以提供一种镁锡锌铝钛合金锭的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种镁 锡 锌 铝 钛 合金 锭 的制备方法,针对镁及镁合金强度低、硬度低、耐 腐蚀 性能差的情况,将镁与同属有色金属的锡、锌、铝、钛进行混合,经 真空 熔炼、均质化处理、等径 角 挤压 ,制成镁锡锌铝钛合金锭,本制备方法工艺先进,数据精确翔实,产物为 银 白色长条状,金相组织致密性好,显微硬度达75-89HV,拉伸 屈服强度 达230-275MPa, 抗拉强度 达285-365MPa,伸长率达16-21.5%,是十分先进的制备镁锡锌铝钛合金锭的方法。,下面是一种镁锡锌铝钛合金锭的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种镁锡锌铝钛合金锭的制备方法,其特征在于:
使用的化学物质材料为:镁、锡、锌、铝、钛、石墨、凡士林、无水乙醇、氩气,其组合准备
3
用量如下:以克、毫升、厘米 为计量单位
制备方法如下:
(1)精选化学物质材料
对制备使用的化学物质材料要进行精选,并进行质量、体积纯度控制:
(2)制备开合式模具
开合式模具用不锈钢材料制作,模具型腔尺寸为125mm×35mm×20mm,模具型腔表面粗糙度Ra≤0.08-0.16μm;
(3)配制等径角挤压润滑剂
称取石墨20g±0.001g,量取凡士林30mL±1mL,加入烧杯中,搅拌10min,成粘稠状石墨润滑剂;
(4)熔炼镁锡锌铝钛合金熔液
镁锡锌铝钛合金熔液的熔炼是在真空熔炼炉内进行的,是在中频感应加热熔炼、抽真空、氩气保护下完成的;
①配置镁锡锌铝钛合金粉
称取镁粉335.96g±0.001g、锡粉32g±0.001g、锌粉24g±0.001g、铝粉8g±0.001g、钛粉0.04g±0.001g,加入石英容器中,搅拌混合10min,成镁锡锌铝钛合金粉;
其组合配比为:镁:锡:锌:铝:钛=83.99:8:6:2:0.01;
②清理真空熔炼炉
打开真空熔炼炉,清理炉腔及熔炼坩埚,使其洁净;
③置放镁锡锌铝钛合金粉
将配制的镁锡锌铝钛合金粉置于熔炼坩埚内,关闭真空熔炼炉,并密闭;
④抽取炉内空气
开启真空熔炼炉的真空泵,抽去炉腔内空气,使炉腔内压强达100Pa;
⑤向炉腔输入氩气
3
开启氩气瓶,向真空熔炼炉炉腔内输入氩气,氩气输入速度200cm/min,使炉腔内压强
5
稳定在1×10Pa;
⑥加热、熔炼
开启中频感应加热器,加热熔炼坩埚内的镁锡锌铝钛合金粉;
加热温度710℃±2℃,加热时间30min,加热后,成镁锡锌铝钛合金熔液;
镁锡锌铝钛混合细粉在加热熔炼过程中将发生合金化反应,反应方程式如下:
式中:α-Mg:纯镁相;Mg2Sn:镁锡相;Mg42Zn45Al13:镁铝锌相;Ti:纯钛相,异质形核相;
⑦浇注
熔炼后,开启真空熔炼炉,取出熔炼坩埚,对准开合式模具浇口进行浇注,浇注后密闭浇口;
⑧冷却
将浇注后的模具及其内的铸件埋入细砂中,自然冷却至25℃;
⑨脱模
开启开合式模具,取出铸件,即镁锡锌铝钛铸锭;
⑩修整、清理、打磨、清洗
将镁锡锌铝钛铸锭置于钢质平板上,用机械进行修整、清理,成125mm×35mm×20mm合金锭;
然后用砂纸打磨合金锭各表面,用无水乙醇进行清洗,使其洁净;
(5)均质化处理镁锡锌铝钛铸锭
镁锡锌铝钛铸锭的均质化处理是在热处理炉内进行的,是在阶梯加热过程中完成的;
①将镁锡锌铝钛铸锭置于热处理炉内,密闭;
②开启加热炉,进行第一级加热,加热温度350℃±2℃,加热时间150min;
③继续升温,进行第二级加热,加热温度460℃±2℃,加热时间720min;
④冷却,均质化处理后,将镁锡锌铝钛铸锭置于水冷槽内,水冷槽水温25℃,快速冷却至25℃;
⑤时效处理
将镁锡锌铝钛铸锭置于热处理炉内,进行时效处理,第一级时效处理温度
105℃±5℃,时效处理时间22h;第二级时效处理温度200℃±5℃,时效处理时间170h;
时效处理后,将镁锡锌铝钛铸锭置于水冷槽内,水冷槽水温25℃,快速冷却至25℃;
⑥清理、清洗镁锡锌铝钛铸锭表面
将均质化处理、时效处理的镁锡锌铝钛铸锭置于钢质平板上,用砂纸对其表面及周边进行打磨,用无水乙醇进行清洗,使表面光洁、洁净;
(6)等径角挤压镁锡锌铝钛合金锭
镁锡锌铝钛铸锭的等径角挤压是在挤压机上进行的,是在等径角挤压模具内完成的;
①制备等径角挤压模具
等径角挤压模具是用铬钨锰钢制造的,由等径角挤压模具、挤压棒组成,等径角挤压模具的L形挤压型腔表面粗糙度Ra≤0.08-0.16μm;挤压棒表面粗糙度Ra≤0.08-0.16μm;
②将等径角挤压模具垂直置于挤压机的工作台上,挤压棒垂直对准L形挤压型腔的垂直型腔,挤压棒与L型挤压型腔的垂直型腔的同轴度≤0.001mm;
③将配制的石墨润滑剂加入L形挤压型腔内,加入量为3mL;
④预热处理镁锡锌铝钛铸锭
将镁锡锌铝钛铸锭置于加热炉中,进行预热,预热温度270℃±5℃,预热时间15min;
⑤将镁锡锌铝钛铸锭垂直置于等径角挤压模具上部的进料口;
挤压棒对准镁锡锌铝钛铸锭垂直施压,施压压力8Mpa,施压速度0.04-0.12mm/s;
镁锡锌铝钛铸锭变形挤压后由出料口脱出,即完成了第一道次挤压;
镁锡锌铝钛铸锭的等径角挤压重复进行四次;
挤压后为终产物镁锡锌铝钛合金锭;
(7)清洗
将挤压后的镁锡锌铝钛合金锭用无水乙醇清洗,使表面洁净;
(8)检测、分析、表征
对制备的镁锡锌铝钛合金锭的形貌、色泽、化学物理性能、力学性能进行检测、分析、表征;
用金相显微镜进行金相组织观察分析;
用显微硬度计进行显微硬度分析;
用材料试验机进行拉伸性能分析;
结论:镁锡锌铝钛合金锭为银白色长条状,金相组织致密性好,显微硬度达75-89HV,拉伸屈服强度达230-275MPa、抗拉强度达285-365MPa、伸长率达16-21.5%;
(9)储存
制备的镁锡锌铝钛合金锭用软质材料包装,要防潮、防晒、防酸碱盐侵蚀,储存温度
20℃,相对湿度≤10%。
2.根据权利要求1所述的一种镁锡锌铝钛合金锭的制备方法,其特征在于:镁锡锌铝钛合金液的熔炼是在真空熔炼炉内进行的,是在中频感应加热、熔炼、抽真空、氩气保护下完成的;真空熔炼炉为立式,真空熔炼炉(1)的下部为炉座(2),内部为炉腔(3),在炉腔(3)的内底部设有工作台(6),在工作台(6)的上部置放熔炼坩埚(7),在熔炼坩埚(7)外部为中频感应加热器(8),熔炼坩埚(7)内为镁锡锌铝钛合金熔液(9),在真空熔炼炉(1)的右上部设有出气管(4)、出气阀(5),在炉座(2)的右下部设有真空泵(11),真空泵(11)下连接真空管(12),真空管(12)伸入炉腔(3)内;炉腔(3)内由氩气(10)充填;在真空熔炼炉(1)的右部设有电控箱(13),在电控箱(13)上设有显示屏(14)、指示灯(15)、电源开关(16)、中频感应加热调控器(17)、真空泵调控器(18),电控箱(13)通过屏蔽电缆(19)与中频感应加热器(8)连接,电控箱(13)通过导线(20)与真空泵(11)连接;在真空熔炼炉(1)的左部设有氩气瓶(21),氩气瓶(21)上部设有氩气管(22)、氩气阀(23),并向炉腔(3)内输入氩气(10)。
3.根据权利要求1所述的一种镁锡锌铝钛合金锭的制备方法,其特征在于:等径角挤压模具(24)为矩形体,在等径角挤压模具(24)的中间部位设有L形挤压型腔(25),L形挤压型腔(25)上部为进料口(26)、右侧部为出料口(27);在进料口(26)内垂直置放镁锡锌铝钛合金锭(29),并由挤压棒(28)垂直向下挤压,镁锡锌铝钛合金锭(29)在L形挤压型腔(25)内进行塑性变形,并由出料口(27)挤出,等径角挤压重复进行四次;L形挤压型腔(25)的挤压变形角度为90°。
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