氮气喷射沉积镁合金材料的制备工艺

摘要

本发明公开了一种氮气喷射沉积镁合金材料的制备工艺，以纯镁、纯铝、纯锌、钙镁合金、纯锰、稀土镁合金为原料，按重量百分比分批加入，在气体或熔剂保护下进行镁合金熔炼，待熔体达到设定温度和保温时间后进行浇注并同时以雾化气体纯度在99.5％以上的氮气下进行喷射沉积成圆锭，最后车削后以热挤压或锻造成型。本发明通过采用大比例添加Ca的抑制氮化的镁合金成分设计，以及用氮气雾化实现喷射沉积工艺。可有效抑制有害的Mg₃N₂的生成，具有致密隔绝防止产生燃烧爆炸的安全特点，镁合金材料经变形强化后具有较高的抗拉强度、屈服强度和延伸率，同时由于喷射沉积快速凝固细晶强化的工艺特性，具有较好的坯料显微组织，且成本大幅下降，利于镁合金的规模应用。

主权项

1、一种氮气喷射沉积镁合金材料的制备工艺，该合金的各组分重量百分比为：钙Ca 5～10％，铝Al 1～14％，锌Zn 1～8％，稀土 0～2％，锰Mn 0～1％，其余为镁Mg；其特征在于所述的制备工艺包括：(1)镁合金的熔炼：在气体或熔剂保护下的熔化炉内，按重量百分比将纯Mg投入熔化后，再分别将纯Al、纯Zn加入到熔体中至熔化，在熔体温度达到680～720℃时将含Ca40％wt.的Mg-Ca中间合金分批加入，直至完全熔化，在熔体温度达到750℃后，最后将铝箔包好的化学纯Mn片和含Nd10％wt.的Mg-Nd中间合金分批加入，直至完全熔化，在熔体温度达到850～900℃时保温20～40分钟后，使用工具进行搅拌直至均匀后，在气氛保护条件下将熔体浇注入喷射沉积的导流漏斗中；(2)镁合金的喷射沉积：经熔炼的镁合金熔体经导流漏斗浇注入喷射沉积设备的同时，雾化气体以纯度在99.5％以上的氮气同时喷入，在下列设备工艺参数条件下进行喷射沉积：雾化气体压力为0.6～0.8Mpa，雾化器扫描频率为23.5Hz，沉积器旋转频率为3.2Hz，沉积距离为650～680mm，沉积器下行速度为1.0～1.5mm/s，镁合金熔体流率为5～7kg/min，雾化气体流率为10～20Nm3/min，在雾化、沉积过程中制成镁合金圆锭；(3)将上述镁合金圆锭进行车削扒皮后，移至热挤压设备加热至280～380℃时保温3～5小时后，采用16∶1的挤压比，热挤压制成相应尺寸的棒材或壁厚不小于5mm的管材；或加热至300～350℃时保温3～5小时后，移至锻压设备锻造成型。