一種抗腐蝕鎂合金及提高其抗腐蝕性能的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗腐蝕鎂合金，該鎂合金按質(zhì)量百分比計(jì)由以下組分組成：Y：0.8～2.8％，Sn：0.2～1.6％，不可避免的雜質(zhì)總量≤0.03％，其中Fe≤0.002％，Cu≤0.002％，Si≤0.001％，其余為鎂。本發(fā)明還公開了提高該鎂合金抗腐蝕性能的方法，首先將所述鎂合金材料加熱到450℃～520℃保溫氧化6～8h，然后用70～80℃的水冷卻氧化后的鎂合金。本發(fā)明的鎂合金含有Y、Sn，將合金材料加熱到450℃～520℃保溫氧化6～8h，并用溫水冷卻后可以在鎂合金表面獲得一層具有優(yōu)異抗腐蝕性能的氧化層。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鎂合金【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種抗腐蝕性能優(yōu)異的鎂合金，本發(fā)明還涉及 一種提高該鎂合金抗腐蝕性能的方法。 一種抗腐蝕鎂合金及提高其抗腐蝕性能的方法

【背景技術(shù)】
[0002] 鎂合金綜合性能優(yōu)異，用途廣泛，但是由于鎂合金化學(xué)性質(zhì)活潑，在潮濕環(huán)境中耐 腐蝕性能較差，而且普通鎂合金氧化膜一般疏松多孔，不能夠起到有效保護(hù)作用。
[0003] 為克服鎂合金抗腐蝕性能差的缺陷，通常采用陽極氧化處理，表面涂層處理及化 學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理技術(shù)在鎂合金表面涂覆一層保護(hù)膜以避免鎂合金基體受到氧化：陽極氧化法 能顯著提高鎂合金的耐腐蝕性能，并且所得到的氧化膜與鎂合金基體結(jié)合能力較強(qiáng)，使用 比較普遍，但由于處理過程中大量使用電解液，對人類健康和環(huán)境存在潛在威脅；表面涂層 處理也可以提高鎂合金的耐腐蝕性能，但普通化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理技術(shù)所得涂層與機(jī)體結(jié)合能 力較弱，易脫落，而比較成熟的鉻酸鹽處理技術(shù)，雖然處理后的含鉻轉(zhuǎn)化膜防腐效果較好， 但鉻酸鹽處理過程中含有六價(jià)鉻離子，具有較強(qiáng)毒性，使用受到嚴(yán)格限制。
[0004] 因此，提供一種抗腐蝕性能優(yōu)異的鎂合金以及提高該鎂合金的抗腐蝕性能的方法 成為一種迫切需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種抗腐蝕鎂合金。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] 抗腐蝕鎂合金，該鎂合金按質(zhì)量百分比計(jì)由以下組分組成：Y :0. 8?2. 8%, Sn : 0. 2?1. 6%，其余為鎂和不可避免的雜質(zhì)。
[0008] 作為本發(fā)明抗腐蝕鎂合金的優(yōu)選，Y的質(zhì)量百分含量為1. 4-2. 2%，所述Sn的質(zhì)量 百分含量為〇. 2-0. 5%。
[0009] 作為本發(fā)明抗腐蝕鎂合金的進(jìn)一步優(yōu)選，所述不可避免的雜質(zhì)總量<0.03%，其 中 Fe 彡 0· 002%，Cu 彡 0· 002%，Si 彡 0· 001%。
[0010] 本發(fā)明還提供一種提高該鎂合金抗腐蝕性能的方法：
[0011] 首先將所述鎂合金材料加熱到450°c?520°C保溫氧化6?8h，然后用70?80°C 的水冷卻氧化后的鎂合金。
[0012] 本發(fā)明抗腐蝕鎂合金可以采用如下方法制得：
[0013] 1)、取材：取純Mg，純Sn以及Mg-Y中間合金，其中Mg-Y中間合金中Y的質(zhì)量百分 比為 25-30% ;
[0014] 2)、熔煉：在C02和SF6氣氛保護(hù)下首先將純鎂加熱到690-705°C，然后加入純Sn 和Mg-Y中間合金，充分?jǐn)嚢枞蹮挼玫芥V合金熔液；
[0015] 3)、澆注：將步驟2)的鎂合金熔液于715-730°C保溫15-25分鐘、除雜后澆注成 型；
[0016] 4)、空冷步驟3)所得鑄錠。
[0017] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明在鎂合金中添加 PBR值較大的Y和Sn，氧化時(shí)所 得Y203和Sn02可以顯著增強(qiáng)氧化膜的致密性，克服MgO薄膜疏松多孔的缺陷，且Sn0 2、Y203 和MgO相容性好，增強(qiáng)鎂合金抗腐蝕的效果十分明顯。本發(fā)明進(jìn)一步將鎂合金材料加熱到 450°C?520°C保溫氧化6?8h，在此條件下，鎂合金表面可以快速形成厚度均勻、高致密 度，抗腐蝕性能優(yōu)異的氧化膜。本發(fā)明嚴(yán)格限定了合金中雜質(zhì)特別是Cu、Fe、Si的含量，可 以避免雜質(zhì)對合金抗腐蝕性能的影響，本發(fā)明進(jìn)一步限制了鎂合金熔煉、保溫溫度等工藝 參數(shù)，澆筑得到的合金材料組織均勻，宏微觀缺陷少，進(jìn)一步增強(qiáng)了合金的抗腐蝕性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行 說明：
[0019] 圖1為實(shí)施例1-3所得樣品在3. 5wt % NaCl溶液中的腐蝕析氫曲線；
[0020] 圖2為實(shí)施例1 -3所得樣品的極化曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0022] 以下實(shí)施例將公開一種新型鎂合金，其化學(xué)組分及配比如下：Y :0. 8?2. 8%，Sn : 0. 2?1. 6%，其余為鎂和不可避免的雜質(zhì)。
[0023] 進(jìn)一步，該合金中Y的質(zhì)量百分含量為1. 4-2. 2%，Sn的質(zhì)量百分含量為 0· 2-0. 5%。
[0024] 進(jìn)一步，該合金中不可避免的雜質(zhì)總量彡0. 03 %，其中Fe彡0. 002 %， Cu 彡 0. 002%, Si 彡 0. 001%。
[0025] 以下實(shí)施例還將公開一種提高該鎂合金抗腐蝕性能的方法，首先將所述鎂合金材 料加熱到450°C?520°C保溫氧化6?8h，然后用70?80°C的水冷卻氧化后的鎂合金。
[0026] 實(shí)施例1 :
[0027] 本實(shí)施例制備新型抗腐蝕鎂合金的方法，包括：
[0028] 1)、取材：取一定量的純Mg，純Sn以及Mg-Y中間合金，其中Mg-Y中間合金中Y的 質(zhì)量百分比為30% ;
[0029] 2)、熔煉：在0)2和5?6氣氛保護(hù)下首先將純鎂加熱到700°C，然后加入純Sn和Mg-Y 中間合金，充分?jǐn)嚢枞蹮挼玫芥V合金熔液；
[0030] 3)、澆注：將步驟2)的鎂合金熔液于720°C保溫10分鐘、除雜后倒入直徑80mm的 鋼模中澆注成型得到鑄錠；
[0031] 4)、空冷步驟3)所得鑄錠。
[0032] 經(jīng)過檢測，本實(shí)施例所得鎂合金化學(xué)組分及配比如下：Y :1. 5 %，Sn :0. 25%，雜質(zhì) 總量：0. 03%，其中 Fe :0. 002%，Cu :0. 001%，Si :0. 001%，其余為鎂。
[0033] 實(shí)施例2 :
[0034] 本實(shí)施例制備新型抗腐蝕鎂合金的方法，包括：
[0035] 1)、取材：取一定量的純Mg，純Sn以及Mg-Y中間合金，其中Mg-Y中間合金中Y的 質(zhì)量百分比為30% ;
[0036] 2)、熔煉：在0)2和5?6氣氛保護(hù)下首先將純鎂加熱到700°C，然后加入純Sn和Mg-Y 中間合金，充分?jǐn)嚢枞蹮挼玫芥V合金熔液；
[0037] 3)、澆注：將步驟2)的鎂合金熔液于720°C保溫10分鐘、除雜后倒入直徑80mm的 鋼模中澆注成型得到鑄錠；
[0038] 4)、空冷步驟3)所得鑄錠；（經(jīng)檢測，鑄錠化學(xué)組分及配比如下：Y :1. 4%，Sn: 0.9%，雜質(zhì)總量：0. 03%，其中 Fe :0. 001%，Cu :0. 00:1%，Si :0. 001%，其余為鎂）
[0039] 5)、將4)所得鎂合金材料加熱到500°C保溫氧化6h使其充分形成氧化膜，然后用 75 °C的水冷卻。
[0040] 實(shí)施例3 :
[0041] 本實(shí)施例制備新型抗腐蝕鎂合金的方法，包括：
[0042] 1)、取材：取一定量的純Mg，純Sn以及Mg-Y中間合金，其中Mg-Y中間合金中Y的 質(zhì)量百分比為30% ;
[0043] 2)、熔煉：在0)2和5?6氣氛保護(hù)下首先將純鎂加熱到700°C，然后加入純Sn和Mg-Y 中間合金，充分?jǐn)嚢枞蹮挼玫芥V合金熔液；
[0044] 3)、澆注：將步驟2)的鎂合金熔液于720°C保溫10分鐘、除雜后倒入直徑80mm的 鋼模中澆注成型得到鑄錠；
[0045] 4)、空冷步驟3)所得鑄錠；（經(jīng)檢測，鑄錠化學(xué)組分及配比如下：Y :1. 6%，Sn: 0· 7%，雜質(zhì)總量：0· 02%，其中 Fe :0· 001%，Cu :0· 001%，Si :0· 001%，其余為鎂）
[0046] 5)、將4)所得鎂合金材料加熱到500°C保溫氧化6h，然后用75°C的水冷卻；
[0047] 6)、去除鑄徒表面氧化月旲。
[0048] 性能測試：
[0049] 1、析氫試驗(yàn)：
[0050] 取實(shí)施例1-3所得鎂合金產(chǎn)品在3. 5%的NaCl溶液中進(jìn)行析氫試驗(yàn)，結(jié)果如圖1 所示。
[0051] 從圖1可以看出：首先，500°C下6h保溫處理后去除表面氧化膜的鎂合金較鑄態(tài)鎂 合金的抗腐蝕性能有較大提升，這主要是因?yàn)楸靥幚磉^程消除了鑄態(tài)鎂合金的成份及組 織偏析；其次，50(TC下7h保溫處理后覆膜鎂合金較去膜鎂合金的抗腐蝕性能大幅提升，這 說明本發(fā)明500°C下7h保溫處理所得氧化膜具有優(yōu)異的抗腐蝕性能（常規(guī)鎂合金氧化膜抗 腐蝕性能較差），氧化膜對基體起到了很好的保護(hù)作用。
[0052] 2、動電位極化曲線測試：
[0053] 取實(shí)施例1-3所得鎂合金產(chǎn)品在3. 5%的NaCl溶液中進(jìn)行動電位極化曲線測試 (上海辰華CHI660D電化學(xué)工作站），由上海辰華電化學(xué)工作站CHI660D軟件分析得到圖2 及表1所列數(shù)據(jù)；由圖2和表1可以看出實(shí)施例2高溫氧化后，鎂合金的腐蝕電流密度下降 了一個(gè)數(shù)量級，進(jìn)一步說明該氧化膜具有很好的抗腐蝕性。
[0054] 表1各實(shí)施例所得鎂合金腐蝕電流密度
[0055]

【權(quán)利要求】
1. 一種抗腐蝕鎂合金，其特征在于，所述鎂合金按質(zhì)量百分比計(jì)由以下組分組成：Y: 0. 8?2. 8%，Sn :0. 2?1. 6%，其余為鎂和不可避免的雜質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述抗腐蝕鎂合金，其特征在于：所述Y的質(zhì)量百分含量為 1. 4-2. 2 %，所述Sn的質(zhì)量百分含量為0. 2-0. 5 %。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述抗高溫氧化鎂合金，其特征在于：所述不可避免的雜質(zhì)總 量彡 0· 03%，其中 Fe 彡 0· 002%，Cu 彡 0· 002%，Si 彡 0· 001%。
4. 提高如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述鎂合金抗腐蝕性能的方法，其特征在于：首先將 所述鎂合金材料加熱到450°C?520°C保溫氧化6?8h，然后用70?80°C的水冷卻氧化后 的鎂合金。
5. 制備如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述抗腐蝕鎂合金的方法，其特征在于，包括以下步 驟： 1) 、取材：取純Mg，純Sn以及Mg-Y中間合金，其中Mg-Y中間合金中Y的質(zhì)量百分比為 25-30% ； 2) 、熔煉：在C02和SF6氣氛保護(hù)下首先將純鎂加熱到690-705°C，然后加入純Sn和Mg-Y 中間合金，充分?jǐn)嚢枞蹮挼玫芥V合金熔液； 3) 、澆注：將步驟2)的鎂合金熔液于715-730°C保溫15-25分鐘、除雜后澆注成型； 4) 、空冷步驟3)所得鑄錠。
【文檔編號】C22C23/06GK104087801SQ201410327817
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】蔣斌, 郁笑雯, 潘復(fù)生, 楊青山, 李昕 申請人:重慶大學(xué)