[发明专利]自来水快速腐蚀的韧化镁合金及其构件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种金属材料技术领域的镁合金及其构件的制造方法，具体是一种自来水快速腐蚀的韧化镁合金及其构件的制造方法。

背景技术

镁合金具有密度低、比强度高的特点，在各大工业领域都有较为广泛的应用。另一方面，镁合金是现有工程应用的结构材料中化学性质较为活泼的，在要求结构材料有快速腐蚀特性的工业领域有较好的应用前景，如采矿机械。镁合金的化学性质虽然较为活泼，但常温下镁的腐蚀速度不够高，不能满足工业应用需求。通过合金化方法，提高镁合金的腐蚀速度，有着极为重要的意义。

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发明内容

本发明的目的在于克服现有镁合金材料的不足，提供一种自来水快速腐蚀的韧化镁合金及其构件的制造方法。所述的镁合金添加较高比例的以Ni为主，Si、Fe、Ga、In为辅的混合反应促进元素（MRAE），严格控制Be、Zr、Ca等抑制镁与水反应的元素比例，大幅度提高镁合金的腐蚀速度，同时添加Zn等合金化元素，优化材料共晶组织和析出相结构，实现材料及制造的构件可在自来水快速腐蚀，并保证材料具备一定的强韧性。

本发明是通过以下技术方案实现的。

第一方面：本发明提供一种自来水快速腐蚀的韧化镁合金，包含组分及重量百分比为：Zn2.0~4.0%，Gd0~2.5%，Y0~1.0%，Cu0.4~1.0%，Ni、Fe、Ga、In等混合反应促进元素（MRAE）或单独Ni的总含量6.0~8.0%，其中Ni 占MRAE 总量不低于95%，Mg为余量，杂质元素Be、Zr、Ca的总重量百分比小于0.01%。

第二方面，本发明提供一种所述自来水快速腐蚀的韧化镁合金的构件制造方法，所述制造方法具体包含如下步骤。

预处理：按重量百分比称取镁、镁钆中间合金、镁钇中间合金、锌、铜、镍、铁、镓、铟等原材料，其中镁、镁钆中间合金、镁钇中间合金、锌、铜、镍、铁预热。

熔炼浇注：将预处理后的原材料均匀混合，熔炼；经覆盖、精炼处理后浇注，得到铸锭。

均匀化热处理：对所述铸锭在一定温度下保温一段时间。

热变形加工：对所述铸锭在一定温度下进行热变形加工，得到锻件或型材。

去应力退火热处理：对所述锻件或型材在一定温度下保温一段时间

优选地，预处理的步骤中，所述预热的温度为200℃，时间8小时。

优选地，熔炼浇注的步骤中，所述覆盖采用的覆盖剂为JDMF，所述精炼采用的精炼剂为RJ2或RJ5，所述的浇注温度为680~700℃。

优选地，均匀化热处理的步骤中，所述的保温条件为400~420℃下6~10小时。

优选地，热变形加工步骤中，所述的热变形温度为380~400℃，总变形量为60%~95%。

优选地，去应力退火热处理步骤中，所述的保温条件为120~160℃下6~16小时。

与现有技术相比，采用本发明所述镁合金制造的构件，可在自来水中快速腐蚀，常温下自来水中腐蚀速率可达40mg/cm²·h以上，在加热电解质条件下腐蚀速率最高可达600 mg/cm²·h，同时还具备较好的韧性，适合应用于对结构材料有快速腐蚀要求的工业领域，如采矿工业。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

制造重量百分比为Mg-2.0%Zn-0.5%Y-0.4%Cu-6.0%Ni，Mg为余量，杂质元素Be、Zr、Ca的总重量百分比小于0.01%。包括以下步骤。

预处理步骤：按重量百分比称取镁、镁钇中间合金、锌、铜、镍等原材料，在200℃下预热8小时。

熔炼浇注步骤：推荐采用坩埚电阻炉熔炼，加入覆盖剂JDMF进行覆盖、精炼剂RJ2进行精炼处理，使各合金成分均匀混合，去除夹杂物，在700℃浇注，得到铸锭。

均匀化热处理步骤：在400℃对铸锭进行均匀化热处理，处理时间为10小时。

热变形加工步骤：在390℃对铸锭进行挤压加工，总变形量为95%，得到挤压型材。

去应力退火热处理步骤：在120℃对挤压型材进行去应力退火热处理，处理时间为16小时。