关于镁合金氧化异常分析（一）

汪阳

镁合金压铸件氧化处理对策

很多镁合金压铸企业都出现了铸件氧化问题,我司也出现批量氧化问题, 特别在霉雨季节很容易出现，我自己根据氧化问题做了些相关的验证和研究,取得了很好的结果,解决了氧化问题,我做了这个总结分享给大家,希望对大家有所帮助,个人能力有限,有不全面的欢迎大家补充,一起为压铸事业添砖加瓦.
关于镁合金铸件氧化问题我们首先从原材料分析入手:
先了解原材料的化学成分,以主要成分和成分主要影响分析:

主要成分    (%)	常  用 合 金 锭
	AZ91D	AM50A	AM60B
Mg（镁）	remainder	remainder	remainder
Al（铝）	8.50-9.50	4.50-5.30	5.60-6.40
Mn（锰）	0.17-0.40	0.28-0.50	0.26-0.50
Zn（锌）	0.45-0.90	≤0.20	≤0.20
Si（硅）	≤0.50	≤0.50	≤0.50
Cu（铜）	≤0.025	≤0.008	≤0.008
Ni（镍）	≤0.001	≤0.001	≤0.001
Fe（铁）	≤0.004	≤0.004	≤0.004
Be（铍）	0.0005-0.0015	0.0005-0.0015	0.0005-0.0015
其他物质	0.2	0.2	0.2

然后我们来了解各主要元素成分的作用：
Al（铝）在合金中以固容体与金属间化合物Mg17Al12的形式存在，是所以合金元素中对镁合金的性能影响最大的合金元素。因此是压铸镁合金的主要成分，它的加入能够提高强度，硬度，以及防腐性，并且还能增大凝固温度范围，提高合金铸造性能。但随着含Al（铝）的增加金属间化合物Mg17Al12的相比例逐渐增加，合金的韧性逐渐减少，压铸用镁合金的AL（铝）含量不会超过10%，Al（铝）含量最好能控制在6%左右能获得最佳强度和延展性组合。
Mn（锰）在加入镁合金中对细化晶粒有利，对抗拉强度没有大的影响，但可以少量提高屈服强度。Mn（锰）在压铸镁合金中抑制了Fe（铁）元素的活性，减少Fe（铁）元素对合金塑性的不良影响。且在熔炼是与杂质铁形成Mn-Al-Fe化合物从镁液中沉淀到底渣中，因此提高Mg-Al及Mg-Al-Zn合金对盐水耐腐蚀性，但Mn（锰）含量不宜过高，含量过高会引起锰偏析会降低合金塑性，一定要控制锰铁比，在Mn（锰）含量没有低于而Fe（铁）含量也没有超出最大值时，建议铁锰比控制在不超0.015%。
Zn（锌）在镁合金元素中其有效作用仅次于Al（铝），在340℃的共晶温度下，α镁中能溶解出6.2%的锌，凝固时还可以和Mg（镁）形成化合物MgZn2（六方晶格，堆垛顺序为ababab）当Mg（镁）- Al（铝）合金中加入Zn（锌）后，Mg（镁）- Al（铝）共晶就呈现出一种离异共晶形式，在这种离异共晶中，如果Zn（锌）与Al（铝）的比例超出1-3%，凝固时离异共晶被镁固溶体包围Mg17Al12化合物或者Mg52<Al(铝)Zn(锌)>49颗粒状化合物，这种相会导致压铸件易产生热烈倾向，所以Zn（锌）常和Al（铝）一起使用可以提高合金的室温强度，但是当镁合金含有7-10%Al（铝）而Zn（锌）的加入量又大于1%将会增加合金的热脆性,锌也常和锆.稀土或钍一起来使用,有很好的硬化镁合金沉积作用.Zn(锌)也可以去除存在镁合金中的Fe(铁)和镍杂质元素对合金腐蚀抗力的负面影响。
Si（硅）加入Mg（镁）-Al（铝）合金中形成AS（Mg-Al-Si）系列的合金，可改善Mg-Al系列合金的高温抗蠕变性能，在镁合金中加入Si（硅）可提高金属在熔融状态的流动性。
   Cu（铜）在镁合金中加入Cu（铜）的含量超过0.05%时会对合金的腐蚀抗性有负面影响，但会提高合金的高温强度性能。
Ni（镍）在镁合金中是一种较有害元素之一，即使少量的Ni（镍）存在于合金中也会极大的降低合金的腐蚀抗性，在常用镁合金中能存在0.01~0.03%,为了保证合金最大腐蚀抗性，Ni（镍）含量都会控制在最大极限0.005%以内。
Fe（铁）类似Ni（镍），也是镁合金中较有害合金元素之一，因为即使存在少量的Fe（铁）也会极大的影响合金的腐蚀抗性，在常用压铸镁合金中Fe（铁）含量能达到0.01~0.3%,但为了保证合金的腐蚀抗性，对于高纯度合金是一个最基本的要求，Fe（铁）含量最大极限控制在0.005%以内。
Be（铍）在镁合金中低于（30×10ˉ5）时能有效降低镁合金表面氧化作用，因镁合金中铍与氧(BeO)的亲和力大于镁与氧(MgO)的亲和力,可优先与氧反应生成致密的氧化铍阻止镁的氧化燃烧，铍增加到一定程度,可以极大地提高镁合金的阻燃性和抗氧化性能，而且这种合金还具有比原合金更好的流动性和抗热裂性能，Be（铍）在镁液中是活性元素，有向表面富集的趋势。相反Be（铍）低于一定程度时，液体表面明显有燃烧和氧化现象，合金晶粒粗大，抗腐蚀性能降低。但是超过0.005%后对镁合金的晶体有粗化效应影响，正常控制在0.0005~0.0015%。
首先从上述合金成分含量及作用可以看出很多合金元素和腐蚀氧化都有很大的关联，所以我们要严格控制每种成分含量，很多成分的减少及增加在我们生产过程中有很大的影响，一般原材料厂商都是按要求严格控制了合金锭的成分，基本不会出现问题，但是原材料厂商的含量值是在范围内，有可能是上限.下限.中限，我们可以根据我们实际生产需求要求厂商调整成分含量，或自行添加调整，举例几个合金成分含量：           Fe（铁）含量在我们生产过程中只会增加不会减少，因为我们使用的熔炉坩埚.测温计保护套.定量炉输料管.注塞头.熔杯.热室机锤头.钢环.射咀身，模具等等都是含有大量Fe（铁）元素，这些配件的铁元素会在生产过程中进入镁合金溶液中导致铁元素增加，铁元素增加会导致产品腐蚀氧化性增加，所以我们尽可能去减少铁含量增加，建设的方法很多，有改变配件材质.性能可以使用陶瓷保护套.陶瓷注塞头等，在合金锭的成分中控制在下限等等，当铁含量超标时可以加入新的合金锭去淡化铁成分或者取出一部分熔炉的镁液再加入新的合金锭淡化；
Be（铍）含量会在生产过程中降低含量，因为熔炉不能做到完全密封，炉内多少都会有氧化燃烧现象，所以我们尽量做到密封，多检查熔炉盖板，气体保护装置是否合理等等，在出现铍含量低时，可以添加铍元神，铍元素可以找原材料厂商购买，他们都有，因为价格贵厂商一般不会免费提供，或者就是要求厂商在合金锭中的含量控制在上限，即使生产过程中散失一部分含量，也还可以在下限含量，产品在铍含量低于下限时也会加速腐蚀氧化，
所以我们再生产过程中要定时检验我们产品的各种主要成分的含量，要即时调整含量，先从源头控制。


因为时间关系今天先分析到这里后续会继续分析后段问题，欢迎大家补充，谢谢！

孤狼

镁合金熔化后有点燃烧铍基本上就没了，你这就说了一下基本作用，没对策呀。

罗海生

yazhu

孤狼 发表于 2016-11-9 16:42
镁合金熔化后有点燃烧铍基本上就没了，你这就说了一下基本作用，没对策呀。
...

自己添加铍，可以买铝铍锭回来，根据需求添加

猪在树上

罗海生 发表于 2016-11-9 19:18

又拍你老大马屁

罗海生

猪在树上 发表于 2016-11-9 22:45
又拍你老大马屁

这样子 不好吧

汪阳

孤狼 发表于 2016-11-9 16:42
镁合金熔化后有点燃烧铍基本上就没了，你这就说了一下基本作用，没对策呀。
...

Be（铍）含量会在生产过程中降低含量，因为熔炉不能做到完全密封，炉内多少都会有氧化燃烧现象，所以我们尽量做到密封，多检查熔炉盖板，气体保护装置是否合理等等，在出现铍含量低时，可以添加铍元神，铍元素可以找原材料厂商购买，他们都有，因为价格贵厂商一般不会免费提供，或者就是要求厂商在合金锭中的含量控制在上限，即使生产过程中散失一部分含量，也还可以在下限含量，产品在铍含量低于下限时也会加速腐蚀氧化，

孤狼

汪阳 发表于 2016-11-10 11:44
Be（铍）含量会在生产过程中降低含量，因为熔炉不能做到完全密封，炉内多少都会有氧化燃烧现象，所以我们 ...

我加过这个很难控制

王立春

学习，学习。

Eric