Aplicación de aleación maestra de aluminio-circonio-carbono en el procedimiento de deformación de magnesio o aleación de magnesio.

Un uso de la aleación intermedia de Al-Zr-C en el procesamiento por forjado de magnesio y aleaciones de magnesio,

caracterizado porque la aleación intermedia de Al-Zr-C tiene una composición química de: 0,01 % al 10 % de Zr, 0,01 % al 0,3 % de C, y el resto Al, basado en el porcentaje en peso; el procesamiento por forjado es moldeo plástico; y el uso es para refinar los granos de magnesio o aleaciones de magnesio.

Aplicación de aleación maestra de aluminio-circonio-carbono en el procedimiento de deformación de magnesio o aleación de magnesio 5

Campo de la invención

[1] La presente invención se refiere a un uso de la aleación intermedia basada en Al en el procesamiento, especialmente al uso de la aleación intermedia de aluminio-circonio-carbono en el procesamiento por forjado de

magnesio y aleación de magnesio.

Antecedentes de la invención

[2] El uso de magnesio y aleación de magnesio en las industrias empezó en los años 3. Como el 15 magnesio y las aleaciones de magnesio son los materiales metálicos estructurales más ligeros actualmente, y tienen

las ventajas de baja densidad, alta resistencia específica y rigidez, buena absorción de choques por amortiguamiento, conductividad térmica y características de protección electromagnética, excelente maquinabilidad, tamaño de piezas estable, fácil recuperación, y similares, el magnesio y las aleaciones de magnesio, especialmente las aleaciones de magnesio forjadas, poseen potencial de utilización extremadamente enorme en el campo del 2 transporte, ingeniería de materiales estructurales y electrónica. Aleación de magnesio forjada se refiere a la aleación de magnesio formada por procedimientos de moldeo plástico tales como extrusión, laminado, forjado y similares. Sin embargo, debido a las limitaciones en, por ejemplo, la preparación de materiales, técnicas de procesamiento, características y coste anticorrosivo, el uso de la aleación de magnesio, especialmente aleación de magnesio forjada, está muy lejos del acero y las aleaciones de aluminio en términos de cantidad de utilización, produciendo 25 una tremenda diferencia entre el potencial de desarrollo y la aplicación práctica de las mismas, que nunca se produce en ningún otro material metálico.

[3] La diferencia del magnesio de otros metales comúnmente usados, tales como hierro, cobre y aluminio, se basa en que su aleación presenta estructura cristalina hexagonal muy compacta, tiene solo 3 sistemas de

deslizamiento independientes a temperatura ambiente, es malo en el forjado plástico y está significativamente afectado por los tamaños de grano en términos de propiedad mecánica. La aleación de magnesio tiene un intervalo relativamente amplio de temperatura de cristalización, conductividad térmica relativamente baja, contracción de volumen relativamente grande, grave tendencia al engrosamiento por crecimiento de granos y defectos de la generación de porosidad por encogimiento, termofisuración y similares durante el fraguado. Como el tamaño de 35 grano más fino facilita reducir la porosidad de encogimiento, disminuir el tamaño de la segunda fase y reducir los defectos en el forjado, el refino de los granos de la aleación de magnesio puede acortar la distancia de difusión requerida por la disolución sólida de fases de límite de grano corto, y a su vez mejora la eficiencia del tratamiento térmico. Adicionalmente, el tamaño de grano más fino contribuye a mejorar las características anticorrosivas y la maquinabilidad de las aleaciones de magnesio. La aplicación de refinador de granos en el refino de los fundidos de 4 aleación de magnesio es un medio importante para mejorar los rendimientos completos y formar propiedades de aleaciones de magnesio. El refino del tamaño de grano puede no solo mejorar la resistencia de las aleaciones de magnesio, sino también la plasticidad y dureza de las mismas, permitiendo así el procesamiento plástico a gran escala y la industrialización a bajo coste de los materiales de aleación de magnesio.

[4] Se encontró en 1937 que el elemento que tenía efecto significativamente refinador para el tamaño de grano de magnesio puro era el Zr. Los estudios han mostrado que el Zr puede inhibir eficazmente el crecimiento de granos de la aleación de magnesio, de manera que se refina el tamaño de grano. El Zr puede usarse en Mg puro, aleaciones basadas en Mg-Zn y aleaciones basadas en Mg-RE, pero no puede usarse en aleaciones basadas en Mg-AI y aleaciones basadas en Mg-Mn, ya que tiene una solubilidad muy pequeña en magnesio líquido, es decir, 5 solo el ,6 % en peso del Zr disuelto en el magnesio líquido durante la reacción peritéctica, y precipitará formando compuestos estables con Al y Mn. Las aleaciones basadas en Mg-AI son las aleaciones de magnesio comercialmente disponibles más populares, pero tienen las desventajas de granos de colada relativamente gruesos, e incluso cristales columnares gruesos y cristales en forma de abanico, produciendo dificultades en el procesamiento por forjado de lingotes, tendencia a la fisuración, baja tasa de productos acabados, mala propiedad mecánica y muy 55 baja tasa de forjado plástico, que afecta adversamente la producción industrial de las mismas. Por tanto, el problema existió en que el refinado de los granos colados de la aleación de magnesio debe tratarse en primer lugar con el fin de lograr la producción a gran escala. Los procedimientos para refinar los granos de aleaciones basadas en Mg-AI comprenden principalmente el procedimiento de recalentamiento, procedimiento de adición de elementos de las tierras raras y procedimiento de inoculación de carbono. El procedimiento de recalentamiento es eficaz hasta cierto

grado; sin embargo, el fundido se oxida gravemente. El procedimiento de adición de elementos de las tierras raras no tiene ni efecto estable ni ideal. El procedimiento de inoculación de carbono tiene las ventajas de amplia fuente de materiales de partida y baja temperatura de operación, y se ha convertido en el principal procedimiento de refino de granos para aleaciones basadas en Mg-AI. Los procedimientos de inoculación de carbono convencionales añaden 5 MgCC>3, C2CI6 o similares a un fundido para formar gran cantidad de puntos de masa de AI4C3 dispersos en ellas, que son buenos núcleos cristalinos heterogéneos para refinar el tamaño de grano de aleaciones de magnesio. Sin embargo, tales refinadores son raramente adoptados debido a que su adición hace que frecuentemente hierva el fundido. En resumen, no se ha encontrado una aleación intermedia de grano de uso general de la aleación de magnesio, y el intervalo aplicable de diversos procedimientos de refino del grano depende de las aleaciones o los 1 componentes de las mismas. Por tanto, una clave para lograr la industrialización de las aleaciones de magnesio es encontrar un refinador de grano de uso general que pueda refinar eficazmente granos colados cuando se solidifica magnesio y aleaciones de magnesio y un procedimiento que usa el mismo en producción continua.

Resumen de la invención

[5] Se proporciona el uso de la aleación intermedia de aluminio-circonio-carbono (Al-Zr-C) en el procesamiento por forjado de magnesio y aleaciones de magnesio con el fin de tratar los problemas anteriormente mencionados que existen actualmente.

[6] La presente invención adopta la siguiente solución técnica: el uso de la aleación intermedia aluminio- circonio-carbono en el procesamiento por forjado de magnesio y aleaciones de magnesio, en el que la aleación intermedia de aluminio-circonio-carbono (Al-Zr-C) tiene una composición química de: ,1 % al 1 % de Zr, ,1 % al ,3 % de C, y el resto Al, basado en el porcentaje en peso; el procesamiento por forjado es moldeo plástico; y el uso es para refinar los granos de magnesio o aleaciones de magnesio.

[7] Preferentemente, la aleación intermedia de aluminio-circonio-carbono (Al-Zr-C) tiene una composición química de: ,1 % al 1 % de Zr, ,1 % al ,3 % de C, y el resto Al, basado en el porcentaje en peso. Más preferentemente, la composición química es: 1 % al 5 % de Zr, ,1 % al ,3 % de C, y el resto Al.

[8] Preferentemente, el contenido de impurezas presente en la aleación intermedia de aluminio-circonio-

carbono (Al-Zr-C) es: Fe de no más del ,5 %, Si de no más del ,3 %, Cu de no más del ,2 %, Cr de no más del

,2 %, y otros elementos de impurezas individuales de no más del ,2 %, basado en el porcentaje en peso.

[9] Preferentemente, el moldeo plástico se realiza por extrusión, laminado o forjado, o la combinación de

los mismos. Cuando el moldeo plástico se realiza por laminado, la colada y el laminado se adoptan preferentemente

para formar materiales de chapa o alambre. El procedimiento de colada y laminado comprende realizar secuencial y continuamente las etapas de fusión, ajuste de la temperatura y colada y laminado de magnesio o aleaciones de magnesio. Más preferentemente, la aleación intermedia de aluminio-circonio-carbono (Al-Zr-C) se añade al fundido de magnesio o aleaciones de magnesio después de la etapa de ajuste de la temperatura y antes de la etapa de 4 colada y laminado. Todavía más preferentemente, la... [Seguir leyendo]

1. Un uso de la aleación intermedia de Al-Zr-C en el procesamiento por forjado de magnesio y aleaciones de magnesio, caracterizado porque la aleación intermedia de Al-Zr-C tiene una composición química de: ,1 % al

% de Zr, ,1 % al ,3 % de C, y el resto Al, basado en el porcentaje en peso; el procesamiento por forjado es moldeo plástico; y el uso es para refinar los granos de magnesio o aleaciones de magnesio.

2. El uso de la aleación intermedia de Al-Zr-C en el procesamiento por forjado de magnesio y aleaciones de magnesio según la reivindicación 1, en el que el contenido de impurezas presente en la aleación intermedia de

Al-Zr-C es: Fe de no más del ,5 %, Si de no más del ,3 %, Cu de no más del ,2 %, Cr de no más del ,2 %, y otro elemento de impureza único de no más del ,2 %, basado en el porcentaje en peso.

3. El uso de la aleación intermedia de Al-Zr-C en el procesamiento por forjado de magnesio y aleaciones de magnesio según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el moldeo plástico se realiza por extrusión,

laminado, forjado o la combinación de los mismos.

4. El uso de la aleación intermedia de Al-Zr-C en el procesamiento por forjado de magnesio y aleaciones de magnesio según la reivindicación 3, en el que el moldeo plástico se realiza por laminado que comprende colada y laminado para formar materiales de chapa o de alambre.

5. El uso de la aleación intermedia de Al-Zr-C en el procesamiento por forjado de magnesio y aleaciones de magnesio según la reivindicación 4, en el que el procedimiento de colada y laminado comprende realizar secuenclal y continuamente las etapas de fusión, ajuste de la temperatura y colada y laminado de magnesio o aleaciones de magnesio.

6. El uso de la aleación intermedia de Al-Zr-C en el procesamiento por forjado de magnesio y aleaciones de magnesio según la reivindicación 5, en el que la aleación intermedia de Al-Zr-C se añade al fundido de magnesio o aleaciones de magnesio después de la etapa de ajuste de la temperatura y antes de la etapa de colada y de

laminado.

7. El uso de la aleación intermedia de Al-Zr-C en el procesamiento por forjado de magnesio y aleaciones

de magnesio según la reivindicación 6, en el que la etapa de ajuste de la temperatura adopta un horno de

resistencia, la etapa de colada y laminado adopta rodillo de colada, el horno de resistencia está provisto de una salida de líquido en el extremo Inferior de la pared lateral, los rodillos de colada están provistos de una zona de

Introducción, una tubería de administración del fundido está conectada entre la salida de líquido y la zona de Introducción, y la aleación Intermedia de Al-Zr-C se añade al fundido de magnesio o aleación de magnesio mediante la entrada de refinador de grano.

8. El uso de la aleación intermedia de Al-Zr-C en el procesamiento por forjado de magnesio y aleaciones 4 de magnesio según la reivindicación 7, en el que la entrada de refinador de grano está provista de un agitador que

dispersa uniformemente la aleación intermedia de Al-Zr-C en el fundido de magnesio o aleación de magnesio agitando.

9. El uso de la aleación intermedia de Al-Zr-C en el procesamiento por forjado de magnesio y aleaciones

de magnesio según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en el que la aleación intermedia de Al-Zr-C es un

alambre que tiene un diámetro de 9 a 1 mm.

1. El uso de la aleación intermedia de Al-Zr-C en el procesamiento por forjado de magnesio y aleaciones de magnesio según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en el que el espacio sobre el fundido de magnesio o

aleación de magnesio en la entrada de refinador de grano está lleno de gas protector, que es una mezcla gaseosa de SFe y CO2.