PL235559B1 - Sposób wytwarzania stopów magnezu z dodatkami stopowymi pierwiastków o temperaturze topnienia wyższej od 650°C i gęstości powyżej 1,737 g/cm3 - Google Patents
Sposób wytwarzania stopów magnezu z dodatkami stopowymi pierwiastków o temperaturze topnienia wyższej od 650°C i gęstości powyżej 1,737 g/cm3 Download PDFInfo
- Publication number
- PL235559B1 PL235559B1 PL423323A PL42332317A PL235559B1 PL 235559 B1 PL235559 B1 PL 235559B1 PL 423323 A PL423323 A PL 423323A PL 42332317 A PL42332317 A PL 42332317A PL 235559 B1 PL235559 B1 PL 235559B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- magnesium
- density
- alloy
- weight
- stirrer
- Prior art date
Links
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 24
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims description 22
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title description 17
- 238000007792 addition Methods 0.000 title description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 13
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 13
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004512 die casting Methods 0.000 claims description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 2
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 claims description 2
- 238000007528 sand casting Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 11
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 6
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000012388 gravitational sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania stopów magnezu z dodatkami stopowymi pierwiastków o temperaturze topnienia wyższej od 650°C i gęstości powyżej 1,737 g/cm3.
Magnez jest metalem ziem alkalicznych o gęstości 1,737 g/cm3 i temperaturze topnienia 650°C. Pierwiastek ten oraz jego stopy charakteryzują się dobrą wytrzymałością względną, dobrą skrawalnością oraz dobrymi właściwościami odlewniczymi (większość stopów magnezu charakteryzuje rzadkopłynność) umożliwiającymi wytwarzanie z nich skomplikowanych odlewów cienkościennych. Nadto magnez charakteryzuje się małą pojemnością cieplną, co sprzyja szybkiej krystalizacji jego stopów i powoduje skrócenie cyklu wytwarzania odlewów oraz ich drobnoziarnistość. Najpopularniejszymi dodatkami stopowymi dla stopów magnezu są aluminium, cynk oraz metale ziem rzadkich. Ponieważ stopy magnezu z tymi dodatkami posiadają również pewne niedogodności, jak mała wytrzymałość na rozciąganie w podwyższonej temperaturze czy mała odporność na ścieranie i korozję, wprowadza się do tych stopów jeszcze inne dodatki stopowe, jak mangan, krzem, cyrkon, wanad czy chrom.
Znane są sposoby wytwarzania stopów magnezu, polegające na stapianiu magnezu z dodatkami stopowymi, znajdują zastosowanie dla dodatków stopowych charakteryzujących się gęstością i temperaturą topnienia zbliżoną do gęstości i temperatury topnienia samego magnezu. Zbyt duże różnice w gęstości pomiędzy magnezem a dodatkami stopowymi powodują, że dodatki stopowe w postaci pierwiastków o większej gęstości niż magnez wykazują tendencję do sedymentacji grawitacyjnej, co skutkuje dużymi różnicami w składzie chemicznym otrzymanych odlewów, a w konsekwencji różnymi ich właściwościami. Natomiast zbyt duże różnice w temperaturze topnienia między magnezem i dodatkami stopowymi powodują, że dodatki te rozpuszczają się dyfuzyjnie tylko do granicy ich rozpuszczalności w osnowie w ograniczonej objętości stopu.
Sposób wytwarzania stopów magnezu z dodatkami stopowymi pierwiastków o gęstości powyżej 1,737 g/cm3 oraz temperaturze topnienia wyższej od 650°C, przeznaczonych do odlewania w formach piaskowych, odlewania precyzyjnego w formach ceramicznych lub odlewania w kokilach, w drodze stapiania w tyglu pieca topialnego w atmosferze gazów ochronnych, charakteryzuje się tym, że do stopionego w tyglu pieca stopu magnezu wprowadza się co najmniej jedną zaprawę na bazie aluminium lub magnezu zawierającą pierwiastek o temperaturze topnienia wyższej od 650°C i gęstości powyżej 1,737 g/cm3, w ilości 0,05-0,2% wagowych w stosunku do masy stopu magnezu, i po całkowitym rozpuszczeniu zaprawy lub zapraw kąpiel stopową wytrzymuje się izotermicznie w czasie 30-60 minut mieszając ją mieszadłem wykonującym jednocześnie ruch obrotowy i ruch posuwisto-zwrotny. Korzystnie, stop miesza się podczas wytrzymania izotermicznego mieszadłem łopatkowym, które wykonuje ruch obrotowy o zmiennym kierunku obrotu z prędkością 10-300 obrotów/minutę, przy kącie wychylenia łopatek mieszadła w stosunku do jego osi pionowej do 30°, oraz ruch posuwisto-zwrotny z prędkością do 2 cm/sekundę.
Intensywne mieszanie stopu magnezu przy pomocy mieszadła zanurzonego w kąpieli stopowej oraz wytrzymanie izotermiczne pozwala na dokładne rozprowadzenie dodatków stopowych, których gęstość jest większa od 1,737 g/cm3 oraz temperatura topnienia wyższa od 650°C. Intensywne mieszanie zapewnia równomierne rozprowadzanie dodatków w całej kąpieli stopowej, zaś izotermiczne wytrzymanie pozwala na dyfuzyjne rozpuszczanie pierwiastków wysokotopliwych w ciekłym stopie. Sposobem według wynalazku uzyskuje się stopy magnezu z dodatkami pierwiastków wysokotopliwych, charakteryzujące się podwyższonymi właściwościami wytrzymałościowymi, jak wytrzymałość na rozciąganie Rm, granica plastyczności Rp, czy wydłużenie względne A5, oraz zwiększoną odpornością na zużycie ścierne i adhezyjne, a także podwyższoną twardością w porównaniu do stopów magnezu nie zawierających tych dodatków.
Stopy otrzymane sposobem według wynalazku znajdują zastosowanie jako materiały na wyroby lekkie pracujące w trudnych warunkach, na przykład na sworznie zawiasów drzwi samochodowych czy samolotowych oraz na inne elementy, od których jest wymagana niska masa a zarazem wysokie właściwości mechaniczne.
Sposób według wynalazku został przedstawiony w poniższych przykładach realizacji, z powołaniem się na rysunek ilustrujący tygiel pieca topialnego z mieszadłem w widoku perspektywicznym.
P r z y k ł a d I
Znormalizowany stop magnezu AM60, zawierający 6% aluminium, 0,5% manganu, reszta magnezu, umieszczono w zamkniętym tyglu 1 pieca topialnego, w atmosferze gazów ochronnych 4 i doprowadzono do stopienia w temperaturze 750°C. Do kąpieli stopowej wprowadzono zaprawę 2 AlCr15
PL 235 559 B1 (aluminium i 15% chromu) zawierającą chrom w ilości odpowiadającej 0,2% wagowym masy stopu magnezu, i odczekano aż do całkowitego jej rozpuszczenia. Po całkowitym rozpuszczeniu zaprawy 2, kąpiel stopową 3 wytrzymano izotermicznie w czasie 30 minut mieszając ją mieszadłem łopatkowym 5, które wykonywało ruch obrotowy Ri o zmiennym kierunku obrotu z prędkością 150 obrotów/minutę, przy kącie a wychylenia łopatek mieszadła w stosunku do osi pionowej mieszadła równym 30°, oraz ruch posuwisto-zwrotny R2 z prędkością 1 cm/sekundę. W rezultacie otrzymano ciekły stop magnezu (na bazie AM60) z dodatkiem chromu, którym to stopem zalano ceramiczne formy odlewnicze. Otrzymane odlewy charakteryzowały się następującymi właściwościami wytrzymałościowymi: Rm = 131 MPa, As = 1,58% oraz HB = 50, przy czym odlewy ze znormalizowanego stopu AM60, otrzymane w tej technologii, miały te właściwości na poziomie: Rm = 97 MPa, A5 = 0,9% oraz HB = 48.
P r z y k ł a d II
Znormalizowany stop magnezu AM60 umieszczono w zamkniętym tyglu 1 pieca topialnego, w atmosferze gazów ochronnych 4 i doprowadzono do stopienia w temperaturze 750°C. Do kąpieli stopowej wprowadzono zaprawę 2 AlV10 (aluminium i 10% wanadu) zawierającą wanad w ilości odpowiadającej 0,2% wagowym masy stopu magnezu, i odczekano aż do całkowitego jej rozpuszczenia. Po całkowitym rozpuszczeniu zaprawy 2 kąpiel stopową 3 wytrzymano izotermicznie w czasie 30 minut mieszając ją mieszadłem łopatkowym 5, które wykonywało ruch obrotowy Ri o zmiennym kierunku obrotu z prędkością 150 obrotów/minutę, przy kącie a wychylenia łopatek mieszadła 5 w stosunku do osi pionowej mieszadła równym 30°, oraz ruch posuwisto-zwrotny R2 z prędkością 1 cm/sekundę. W rezultacie otrzymano ciekły stop magnezu (na bazie AM60) z dodatkiem wanadu, którym to stopem zalano ceramiczne formy odlewnicze. Otrzymane odlewy charakteryzowały się następującymi właściwościami wytrzymałościowymi: Rm = 119 MPa, A5 = 1,36% oraz HB = 49.
P r z y k ł a d III
Znormalizowany stop magnezu AM60 umieszczono w zamkniętym tyglu 1 pieca topialnego, w atmosferze gazów ochronnych 4 i doprowadzono do stopienia w temperaturze 750°C. Do kąpieli stopowej wprowadzono zaprawy 2 o składach jak w przykładach powyższych tj. AlCr15 i AlV10, zawierające, odpowiednio, chrom w ilości odpowiadającej 0,2% wagowym masy stopu magnezu oraz wanad w ilości odpowiadającej 0,2% wagowym masy stopu magnezu, i odczekano aż do całkowitego rozpuszczenia zapraw. Po całkowitym rozpuszczeniu obu zapraw 2, kąpiel stopową 3 wytrzymano izotermicznie w czasie 30 minut mieszając ją mieszadłem łopatkowym 5, które wykonywało ruch obrotowy R1 o zmiennym kierunku obrotu z prędkością 150 obrotów/minutę, przy kącie a wychylenia łopatek mieszadła 5 w stosunku do osi pionowej mieszadła równym 30°, oraz ruch posuwisto-zwrotny R2 z prędkością 1 cm/sekundę. W rezultacie otrzymano ciekły stop magnezu (na bazie AM60) z dodatkiem chromu i wanadu, którym to stopem zalano ceramiczne formy odlewnicze. Otrzymane odlewy charakteryzowały się następującymi właściwościami wytrzymałościowymi: Rm = 137 MPa, A5 = 1,6% oraz HB = 50.
Claims (2)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania stopów magnezu z dodatkami stopowymi pierwiastków o gęstości powyżej 1,737 g/cm3 oraz temperaturze topnienia wyższej od 650°C, przeznaczonych do odlewania w formach piaskowych, odlewania precyzyjnego w formach ceramicznych lub odlewania w kokilach, w drodze stapiania w tyglu pieca topialnego w atmosferze gazów ochronnych, znamienny tym, że do stopionego w tyglu pieca stopu magnezu wprowadza się co najmniej jedną zaprawę na bazie aluminium lub magnezu zawierającą pierwiastek o temperaturze topnienia wyższej od 650°C i gęstości powyżej 1,737 g/cm3, w ilości 0,05-0,2% wagowych w stosunku do masy stopu magnezu, i po całkowitym rozpuszczeniu zaprawy lub zapraw kąpiel stopową wytrzymuje się izotermicznie w czasie 30-60 minut mieszając ją mieszadłem wykonującym jednocześnie ruch obrotowy i ruch posuwisto-zwrotny.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stop miesza się podczas wytrzymania izotermicznego mieszadłem łopatkowym, które wykonuje ruch obrotowy o zmiennym kierunku obrotu z prędkością 10-300 obrotów/minutę, przy kącie wychylenia łopatek mieszadła w stosunku do jego osi pionowej do 30°, oraz ruch posuwisto-zwrotny z prędkością do 2 cm/sekundę.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL423323A PL235559B1 (pl) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Sposób wytwarzania stopów magnezu z dodatkami stopowymi pierwiastków o temperaturze topnienia wyższej od 650°C i gęstości powyżej 1,737 g/cm3 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL423323A PL235559B1 (pl) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Sposób wytwarzania stopów magnezu z dodatkami stopowymi pierwiastków o temperaturze topnienia wyższej od 650°C i gęstości powyżej 1,737 g/cm3 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL423323A1 PL423323A1 (pl) | 2019-05-06 |
| PL235559B1 true PL235559B1 (pl) | 2020-09-07 |
Family
ID=66341884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL423323A PL235559B1 (pl) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Sposób wytwarzania stopów magnezu z dodatkami stopowymi pierwiastków o temperaturze topnienia wyższej od 650°C i gęstości powyżej 1,737 g/cm3 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL235559B1 (pl) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101487089B (zh) * | 2009-02-27 | 2010-09-29 | 清华大学 | 一种提高镁合金熔体流动性的方法及专用搅拌装置 |
| CN101623753B (zh) * | 2009-06-19 | 2011-02-09 | 南昌大学 | 一种az61镁合金半固态制备方法 |
| CN102071344B (zh) * | 2011-02-25 | 2012-07-04 | 中国矿业大学 | 一种细化镁合金凝固组织的方法 |
| CN104178673B (zh) * | 2014-09-12 | 2016-08-24 | 胡贤晨 | 一种镁合金及其制备方法 |
| CN104278183B (zh) * | 2014-10-31 | 2016-09-28 | 胡贤晨 | 一种压铸镁合金及其制作工艺 |
-
2017
- 2017-10-31 PL PL423323A patent/PL235559B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL423323A1 (pl) | 2019-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2564370C2 (ru) | Сплав на магниевой основе с повышенной текучестью и устойчивостью к горячим надрывам и способ его получения | |
| EP2407259A1 (en) | Process for production of semisolidified slurry of iron-base alloy; process for production of cast iron castings by using the process, and cast iron castings | |
| JP4856093B2 (ja) | 液体−固体金属組成物の製造方法および装置 | |
| PL87816B1 (pl) | ||
| Gautam et al. | Investigation on the effects of isothermal holding temperature and time on the coarsening mechanism and rheological properties of ADC12 Al semi-solid slurry | |
| JPH1133692A (ja) | 半凝固鋳造用金属スラリーの作製方法 | |
| KR101402896B1 (ko) | 알루미늄 합금 및 그 제조방법 | |
| CA2485828C (en) | Process for injection molding semi-solid alloys | |
| Langlais et al. | The SEED technology for semi-solid processing of aluminum alloys: A metallurgical and process overview | |
| Narasimha Murthy et al. | Evaluation of the microstructure, secondary dendrite arm spacing, and mechanical properties of Al–Si alloy castings made in sand and Fe–Cr slag molds | |
| WO2004099454A2 (en) | Semi-solid metal casting process of hypoeutectic aluminum alloys | |
| PL235559B1 (pl) | Sposób wytwarzania stopów magnezu z dodatkami stopowymi pierwiastków o temperaturze topnienia wyższej od 650°C i gęstości powyżej 1,737 g/cm3 | |
| none | Influence of variations in alloy composition on castability and process stability. Part 2: Semi-solid casting processes | |
| Tupaj et al. | Improvement of Al-Si alloy fatigue strength by means of refining and modification | |
| US20050011626A1 (en) | Semi-solid metal casting process of hypereutectic aluminum alloys | |
| JP5461062B2 (ja) | 合金塊の作製装置 | |
| Luo et al. | Microstructure and Properties of ZL101 Alloy Affected by Substrate Movement Speed of a Novel Semisolid Continuous Micro Fused-Casting for Metal Process | |
| Ghanaraja et al. | Fabrication and mechanical properties of Al (Mg)-TiO2 based in-situ composites | |
| EP1546421A2 (en) | Semi-solid metal casting process and product thereof | |
| WO2004099455A2 (en) | Semi-solid casting process of aluminum alloys with a grain refiner | |
| Kotadia | Solidification behaviour of Al-Sn-Cu immiscible alloys and Al-Si cast alloys processed under intensive shearing | |
| Pasierb et al. | Effect of titanium alloying of Zn-Al-Cu alloys for high pressure die casting in production conditions | |
| RU2696803C1 (ru) | Присадка для формовочных смесей | |
| US20140190653A1 (en) | Method for producing investment castings | |
| Łągiewka et al. | The influence of modification on the flow and the solidification of AlSi10Mg alloy |