一种耐腐蚀镁合金的制作方法
【专利摘要】本发明涉及金属合金材料【技术领域】，具体涉及一种耐腐蚀镁合金。该镁合金的化学成分的重量百分含量：Al为6～9wt%，Zn为0.4～1.0wt%，Mn为0.01～0.3wt%，V为0.001～1.0wt%，余量为Mg。钒的加入提高了镁合金腐蚀电位，降低了腐蚀电流密度，明显减小了镁合金的腐蚀速率，仅为原始合金腐蚀速率的52.81%，使合金的耐蚀性能得到显著提高。
【专利说明】一种耐腐蚀镁合金
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属合金材料【技术领域】，具体涉及一种耐腐蚀镁合金。
【背景技术】
[0002] 镁合金具有较高的比强度和比刚度(密度为1.738g/ cm3)较好的减震性和切削加 工性等优越的性能，是实际应用中最轻的金属结构材料，因此，近年来镁合金作为结构材料 的应用迅速发展。
[0003] 目前应用最为广泛的有铸造行业应用的AZ91D镁合金，在型材、板材中应用的变 形镁合金八2313261、4280、21(60等。然而其耐腐蚀性能差成为镁合金工业化应用的障碍， 如何提高其耐腐蚀性能显得十分重要。国内外广泛开展了提高镁合金耐腐蚀性能的研究工 作，其中以添加铍、钙、稀土元素来提高镁合金的耐腐蚀性能为主，添加稀土元素可以细化 镁合金晶粒，形成富含稀土的第二相，提高镁合金的耐腐蚀性能；添加钙和铍能够获得一定 的高温耐腐蚀性能，目前已经研制出了一些镁合金材料，并应用于工业化生产中。虽然添加 这些元素能起到一定的防腐蚀作用，但是由于铍的毒性、钙的价格因素，限制了这种镁合金 材料的进一步应用。导致耐腐蚀镁合金材料仍然处于小批量生产阶段。
【发明内容】
[0004] 针对上述技术缺陷，本发明提供一种耐腐蚀镁合金，解决现有技术中存在的熔炼 时容易燃烧、室温塑性差、力学性能较低、不耐腐蚀等问题，在现有AZ91镁合金的基础上， 通过加入定量金属钒进行合金化、改性化处理，使AZ91镁合金的耐蚀性能得到明显提高， 满足AZ91镁合金对腐蚀性的要求。
[0005] 本发明所述的技术方案是通过以下措施来实现的： 一种耐腐蚀镁合金，该镁合金的化学成分的重量百分含量：Al为6?9wt%，Zn为0. 4? I. Owt%，Mn 为 0· 01 ?0· 3wt%，V 为 0· 001 ?I. Owt%，余量为 Mg。
[0006] 所述V的含量可以为0· 001?0· 009wt %。
[0007] 所述V的含量可以是0· 05?0· 09wt%。
[0008] 所述V的含量可以是0· 10?0· 55wt%。
[0009] 所述V的含量可以是0· 60?I. Owt %。
[0010] 本发明高强度镁合金的有益效果在于： (1)钒的加入提高了镁合金腐蚀电位，降低了腐蚀电流密度，明显减小了镁合金的腐蚀 速率，仅为原始合金腐蚀速率的52. 81%，使合金的耐蚀性能得到显著提高。
[0011] (2)添加金属钒后，合金中生成新相Al5V2，同时合金中β (Mg17Al12)相得到细化， 并由原来的网状分布变成断续状均匀分布，数量有所减小。
【具体实施方式】
[0012] 本发明所用的干燥箱为101-3型干燥箱，熔炼炉为ZGJL0. 01-40-4型真空感应炉 中进行熔炼，不锈钢坩锅尺寸为〇147x250mm，浇注模具尺寸为Φ63χ135πιπι。原料Mg锭 (99. 89%)、Al 锭（99. 95%)、Zn 锭（99. 99%)、Mn 锭（99. 98%)和 V 锭（99. 99%)均购于国药集 团化学试剂有限公司。力学性能测试按照GB/T 4338-2006标准进行，力学性能测试仪器为 BA-100C-5型万能材料力学性能测试仪。
[0013] 腐蚀实验： 腐蚀试样加工成20mmX 5mm的圆柱状试样在实验前均经2000号水砂纸研磨处理，在用 丙酮和无水乙醇清洗并干燥后称取试样的质量作为初始质量实验腐蚀介质采用3. 5%NaCl 溶液，pH值控制在7?7. 5将腐蚀试样悬挂于腐蚀介质中浸泡24h，在沸腾的铬酸（200 mgCr03/L+10mgAgN03)中清洗5min，然后再用丙酮无水乙醇清洗并干干燥后用分析天平称重 计算腐蚀速率： V= (W1 - W2) Xt/A 式中，V为试样的腐蚀速率，W1为试样腐蚀之前的质量，W2为试样腐蚀之后的质量（清 除腐蚀产物），A为试样的面积，t为腐蚀的时间。
[0014] 实施例1 一种耐腐蚀镁合金，该镁合金的化学成分的重量百分含量：Al为6wt%，Zn为0. 4wt%， Mn 为 0· Olwt%，V 为 0· OOlwt%，余量为 Mg。
[0015] 按配比称量材料，将各组份预热到220°C后，依次将铝锭、锌锭和锰钉放入到预热 温度为280°C的低碳钢坩锅中熔化，并通入3? 6_0)2保护气体（SF6 : 0)2体积比为1 : 10)， 待组分完全熔化、熔体温度达到740°C时加入钒锭，钒锭预先加热到200°C，然后连续搅拌， 并通入SF 6-CO2保护气体，直至合金完全熔化，搅拌5min，，当温度达到710°C静置20分钟， 并在700°C时进行浇注，最终得到含钒的耐蚀镁合金。
[0016] 实施例2 一种耐腐蚀镁合金，该镁合金的化学成分的重量百分含量：Al为9wt%，Zn为I. Owt%， Mn 为 0· 3wt%，V 为 I. Owt%，余量为 Mg。
[0017] 按配比称量材料，将各组份预热到220°C后，依次将铝锭、锌锭和锰钉放入到预热 温度为280°C的低碳钢坩锅中熔化，并通入3? 6_0)2保护气体（SF6 : 0)2体积比为1 : 10)， 待组分完全熔化、熔体温度达到730°C时加入钒锭，钒锭预先加热到200°C，然后连续搅拌， 并通入SF 6-CO2保护气体，直至合金完全熔化，搅拌5min，，当温度达到710°C静置20分钟， 并在700°C时进行浇注，最终得到含钒的耐蚀镁合金。
[0018] 实施例3 一种耐腐蚀镁合金，该镁合金的化学成分的重量百分含量：Al为7wt%，Zn为0. 5wt%， Mn 为（λ 03wt%，V 为 0· 009wt%，余量为 Mg。
[0019] 制备耐腐蚀镁合金的方法同实施例1。
[0020] 实施例4 一种耐腐蚀镁合金，该镁合金的化学成分的重量百分含量：Al为8wt%，Zn为0. 6wt%， Mn 为 0· 15wt%，V 为 0· 005wt%，余量为 Mg。
[0021] 制备耐腐蚀镁合金的方法同实施例2。
[0022] 实施例5 一种耐腐蚀镁合金，该镁合金的化学成分的重量百分含量：Al为8. 5wt%，Zn为 0· 65wt%，Mn 为 0· 2wt%，V 为 0· 009wt%，余量为 Mg。
[0023] 制备耐腐蚀镁合金的方法同实施例I。
[0024] 实施例6 一种耐腐蚀镁合金，该镁合金的化学成分的重量百分含量：Al为7. 5wt%，Zn为 0· 55wt%，Mn 为 0· 25wt%，V 为 0· 10wt%，余量为 Mg。
[0025] 制备耐腐蚀镁合金的方法同实施例2。
[0026] 实施例7 一种耐腐蚀镁合金，该镁合金的化学成分的重量百分含量：Al为6. 5wt%，Zn为 0· 75wt%，Mn 为 0· 055wt%，V 为 0· 55wt%，余量为 Mg。
[0027] 制备耐腐蚀镁合金的方法同实施例2。
[0028] 实施例8 一种耐腐蚀镁合金，该镁合金的化学成分的重量百分含量：Al为6. 5wt%，Zn为 0· 85wt%，Mn 为 0· 28wt%，V 为 0· 60wt%，余量为 Mg。
[0029] 制备耐腐蚀镁合金的方法同实施例2 表1为本发明窀施例〗~8镁合佥与AZ91合佥件能对比表
【权利要求】
1. 一种耐腐蚀镁合金，其特征在于：该镁合金的化学成分的重量百分含量：A1为6? 9wt%，Zn 为 0· 4 ?L Owt%，Μη 为 0· 01 ?0· 3wt%，V 为 0· 001 ?L Owt%，余量为 Mg。
2. 根据权利要求1所述的耐腐蚀镁合金，其特征在于：按重量百分含量，V为0. 001? 0. OC^wt%。
3. 根据权利要求1所述的耐腐蚀镁合金，其特征在于：按重量百分含量，V为0. 05? 0. 09wt%。
4. 根据权利要求1所述的耐腐蚀镁合金，其特征在于：按重量百分含量，V为0. 10? 0. 55wt%。
5. 根据权利要求1所述的耐腐蚀镁合金，其特征在于：按重量百分含量，V为0. 60? 1. Owt%。
【文档编号】C22C23/02GK104264021SQ201410521001
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月1日 优先权日:2014年10月1日
【发明者】姬胜国 申请人:无棣向上机械设计服务有限公司