镁－磷中间合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103436757A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103436757103436757A(43)申请公布日2013.12.11(21)申请号201310337955.1(22)申请日2013.08.06(71)申请人沈阳工业大学地址110870辽宁省沈阳市经济技术开发区沈辽西路111号(72)发明人尤俊华杨成亮邱克强任英磊曲迎东李荣德(74)专利代理机构沈阳智龙专利事务所(普通合伙)21115代理人宋铁军周智博(51)Int.Cl.C22C23/00(2006.01)C22C1/04(2006.01)C22C1/03(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书5页说明书5页(54)发明名称镁－磷中间合金及其制备方法(57)摘要本发明属于金属材料应用领域，特别涉及一种用于细化变质含Si镁合金系合金中初生Mg2Si的Mg－P中间合金及其制备方法。本发明镁－磷中间合金包含镁、磷两种元素，其特征是各元素的质量百分比：镁70%~95%，磷30%~5%，杂质含量＜0.5%。镁－磷中间合金的制备方法是：将镁粉与赤磷粉采用湿法混料法混合均匀后，在室温（25℃）下压制成块，将压块体置于采用高纯惰性气体多次洗后的高真空加热设备中，升温至500℃~610℃，保温60min~120min后停止加热，随炉冷却或空冷后即得到块状镁－磷中间合金。在该中间合金中，磷元素以Mg3P2的形式存在，该镁－磷中间合金对含Si镁合金具有较好的细化及变质作用，且能显著提高合金的性能。CN103436757ACN1034675ACN103436757A权利要求书1/1页1.镁－磷中间合金，包括镁、磷两种元素，其特征是各组分的化学成分质量百分比为：镁70%~95%，磷30%~5%，杂质含量＜0.5%。2.根据权利要求书1所述的镁－磷中间合金的制备方法，其特征包括以下几个步骤：(1)按照以下质量百分比准备好制备镁－磷中间合金的原材料：70%~95%的镁粉，30%~5%的赤磷粉；(2)采用湿法混料，将上述两种粉料加适量无水乙醇后用混料机混合均匀；(3)将混合均匀的粉料放入模具中，在室温25℃下将粉料挤压制成块并烘干；(4)将压块置于经惰性气体多次洗气后的高真空加热设备中，将炉温升温至500℃~610℃，保温60min~120min后，随炉冷却或空冷即得到镁－磷中间合金。3.根据权利要求书2所述镁－磷中间合金的制备方法，其特征是：步骤(1)中所用原材料的镁粉的粒度为100~500目，赤磷粉的粒度为200~700目。4.根据权利要求书2所述镁－磷中间合金的制备方法，其特征是：步骤(3)挤压力为65kN~75kN。5.根据权利要求书2所述镁－磷中间合金的制备方法，其特征是：步骤(4)高真空度为5×10-3Pa及以下，洗气所用惰性气体为高纯氩气(99.999%)。2CN103436757A说明书1/5页镁－磷中间合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于金属材料领域，特别涉及一种用于细化变质含Si镁合金中Mg2Si的镁－磷中间合金及其制备方法。背景技术[0002]镁及其合金是目前广泛应用的最轻的金属材料。镁合金因其具有强度高、阻尼减震性好、导热性好、电磁屏蔽效果佳、机械加工性能优越、易于回收等特点在航空航天、机械电子、汽车、电子通讯等领域具有广泛的应用前景，镁合金由于具有上述特点的优越性，因此也被誉为“21世纪的绿色工程材料”。[0003]在镁合金中加入适量的Si元素后可以弥散析出具有高熔点高硬度和低的热扩散系数等特性的金属间化合物Mg2Si，相同时在基体中形成硬的硅质点，是镁合金理想的高温增强相，能显著提高高温抗蠕变性能。但所生成的Mg2Si常呈粗大的汉字状和树枝状，容易成为裂纹源，恶化合金性能；因此细化Mg2Si相是改善含Si镁合金室温和高温抗拉强度、屈服强度和抗蠕变性能的关键。[0004]在工业生产中一般用加入磷元素的办法来细化初晶硅（也称为变质处理），磷主要以赤磷、磷－铜等中间合金的形式加入，但这些方法都存在着许多缺点：赤磷由于其燃点过低(240℃)，如采用直接加入法加入，在变质处理时反应剧烈，放出大量的有毒气体P2O5，对环境及实验操作者均易造成严重的伤害，因此采用直接加入法难以把磷引入熔体内；磷－铜中间合金由于密度大、熔点高，在静置炉内熔炼时加入到合金熔体中易沉淀、难以熔化等缺点，变质效果不稳定，而且增加了合金中的铜含量，合金由于铜含量的增加，降低了合金的耐蚀性。专利申请号为201110264218.4的专利报道了一种铝－镁－磷中间合金及其制备方法，该种制备方法较好的解决了上述问题但其磷含量较低为1%~6%，且含有铝元素，不适合用于不含铝的镁合金；专利申请号为201110355477.