本发明涉及镁基合金及合金化领域，具体涉及一种抗燃镁合金及其制备方法。
背景技术：
镁合金作为最轻的工程金属材料，被誉为“21世纪的绿色工程材料”，与传统材料相比，其性能优势主要表现在轻质性、高阻尼性、抗电磁干扰性和易回收性等，已被广泛应用于航空航天、电子通讯、轨道交通等领域。
但镁合金高温抗氧化性差的问题严重限制了其更广范围的应用。为解决这一难题，国内外学者开展了一系列研究。
tan等在az91合金中添加微量(60ppm)的be，其抗氧化性的改善效果十分显著。但be除了存在可能引起镁合金铸态组织晶粒粗化的问题外，更大的问题是具有毒性：铍的化合物(如氧化铍、氟化铍、氯化铍、硝酸铍等)毒性较大，尤其是可溶性铍化合物会引起脏器或组织病变而致癌，世界卫生组织公布的致癌物清单中把铍列为一类致癌物，因此be的工业应用前景并不看好。
you等用俄歇电子能谱研究了mg-3ca合金的表面浓度分布。mg和o在纯镁上于440℃和500℃氧化后形成均匀的mgo，而加热后mg-3ca合金表面氧化物中存在ca，表层由mg氧化物和含ca的氧化物组成。sakamoto等通过在镁合金熔体表面形成薄的由mg和ca复合氧化物组成的致密氧化膜，使纯镁的点火温度增加250℃，以上实例说明ca元素能有效提高镁的高温抗氧化性。
cn101512027a公开了一种高强度阻燃性镁合金，在小片状镁合金中，添加选自碳、铝、铌、硅、钨、氧化铝、硅化镁及碳化硅中的至少一种物质，同时含有0.5％的钙，通过成型、烧结及塑性加工制造出阻燃镁合金。将其应用于焊料时，具有较高焊接性。但工艺复杂，加工流程较多，生产成本明显提高。
cn106435316a公开了一种阻燃镁钕系镁合金及其砂型铸件的铸造方法，所述镁合金中各组分及其重量百分比含量为：zn0.2～0.7％，zr0.4～1.0％，nd2.0～2.8％，ce0～3.0％，la0～3.0％，mg为余量。
目前，民用镁合金零部件中大约90％为压铸件。普遍使用的压铸镁合金为mg-al系，铸造工艺性能好、成本低、综合力学性能优良，但在高温下抗氧化能力差，其在空气中的燃点大约400-450℃，难以适应诸如新能源汽车电池包壳体之类产品对高燃点的要求。因此，亟待开发新型压铸抗燃镁合金。
然而，现有文献报道的抗燃镁合金大多不是压铸合金，不适合压铸生产，成为亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的之一是提供一种抗燃镁合金，不仅具有较好的抗燃性能，同时具有良好的压铸工艺性能，适合压铸生产。
本发明的目的之二是提供一种上述抗燃镁合金的制备方法。
为了实现本发明的技术方案，本发明提供了一种抗燃镁合金，在压铸镁合金的基础上，用熔炼冶金的方法，添加一定量的钙和钇元素。
与现有技术相比，本申请的抗燃镁合金引入了钙和钇元素，可显著提高该镁合金的着火点，提升该镁合金的高温抗氧化性，从而具有较好的抗燃性能。且通过钙元素和钇元素的协同作用有效提高了抗燃镁合金的抗燃性能。此外，还由于采用压铸镁合金，使得本申请的抗燃镁合金具有优异的压铸工艺性和低成本性，将镁合金的应用范围进一步扩大。该抗燃镁合金在新能源汽车电池包壳体之类产品中具有优势。
较佳地，所述钙元素和钇元素的含量分别为：钙0.8-1.2wt％、钇0.5-1.5wt％。
较佳地，所述钙元素的加入形式为单质金属钙和镁-钙中间合金中一种或两种的混合物。
较佳地，所述钇元素的加入形式为单质金属钇和镁-钇中间合金中一种或两种的混合物。
较佳地，压铸镁合金可为但不限于am60镁合金、am50镁合金。
相应地，本申请还提供了一种抗燃镁合金的制备方法，其制备步骤包括：
(1)提供压铸镁合金、含钙元素的物质、含钇元素的物质；
(2)预热；
(3)投料；
(4)熔炼；
(5)精炼除渣；
(6)打渣；及
(7)浇铸。
较佳地，钙的含量为0.8-1.2wt％、钇的含量为0.5-1.5wt％。
较佳地，所述预热步骤中，熔炼电阻炉预热温度为300℃，炉料预热温度为150℃。
较佳地，所述熔炼温度为700-720℃，熔炼过程中进行搅拌，目的是使钙元素和钇元素充分熔解并均匀分布于镁液中。
较佳地，所述精炼除渣采用吹气精炼和过滤，不使用熔剂，以免熔剂与钇元素反应。
较佳地，所述含钙元素的物质为单质金属钙和镁-钙中间合金中一种或两种的混合物。
较佳地，所述含钇元素的物质为单质金属钇和镁-钇中间合金中一种或两种的混合物。
有益效果：
本发明在保留压铸镁合金优异的压铸工艺性和低成本性的同时，可显著提高压铸镁合金的着火点，提升了镁合金的高温抗氧化性，从而提高抗燃性能，将镁合金的应用范围进一步扩大。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，在阅读了本发明后，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
实施例1
本实施例的抗燃镁合金的制备方法，其制备步骤为：
(1)提供am60镁合金1000g、单质金属钙8g、单质金属钇5g；
(2)预热，熔炼电阻炉预热温度为300℃，炉料预热温度为150℃；
(3)预热完毕后，投料；
(4)熔化；
(5)随后进行精炼除渣，方法为吹气精炼和过滤，熔炼温度为700℃，熔炼过程中搅拌以使钙和钇充分熔解并均匀分布于镁液中；
(6)打渣；
(7)浇铸，制得本实施例的抗燃镁合金；
(8)取样检验，经测试，该合金的燃点为718℃。
实施例2-6
实施例2-6的抗燃镁合金的制备方法与实施例1基本相同，不同点在于各实施例中的组分和含量不同，具体不同点情况见表1。
对比例1
本对比例中的抗燃镁合金的制备方法与实施例1基本相同，不同点在于：本对比例1中不含单质金属钙和单质金属钇，具体请参考见表1。
对比例2
本对比例中的抗燃镁合金的制备方法与实施例1基本相同，不同点在于：本对比例2中不含单质金属钇，具体请参考见表1。
对比例3
本对比例中的抗燃镁合金的制备方法与实施例1基本相同，不同点在于：本对比例3中不含单质金属钇，具体请参考见表1。
将实施例1-6及对比例1-3中制备的抗燃镁合金进行燃点测试，测试结果请参考见表1。
表1实施例1-6及对比例1-3中制备的抗燃镁合金的燃点测试结果
从表1的数据中可知，本申请实施例1-6中的抗燃镁合金较对比例1-3具有较好的抗燃性能，主要是由于本申请的抗燃镁合金引入了钙和钇元素，且通过钙元素和钇元素的协同作用有效提高了抗燃镁合金的抗燃性能。此外，由于采用压铸镁合金，本申请的抗燃镁合金具有优异的压铸工艺性和低成本性，将镁合金的应用范围进一步扩大。该抗燃镁合金在新能源汽车电池包壳体之类产品中具有优势。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理相一致的最宽的范围。
1.一种抗燃镁合金，其特征在于，在压铸镁合金的基础上，用熔炼冶金的方法，添加一定量的钙元素和钇元素。
2.如权利要求1所述的抗燃镁合金，其特征在于，所述钙元素和钇元素的含量分别为：钙0.8-1.2wt％、钇0.5-1.5wt％。
3.如权利要求1所述的抗燃镁合金，其特征在于，所述钙元素的加入形式为单质金属钙和镁-钙中间合金中一种或两种的混合物。
4.如权利要求1所述的抗燃镁合金，其特征在于，所述钇元素的加入形式为单质金属钇和镁-钇中间合金中一种或两种的混合物。
5.一种抗燃镁合金的制备方法，其特征在于，其制备步骤包括：
(1)提供原料：压铸镁合金、含钙元素的物质、含钇元素的物质；
(2)预热；
(3)投料；
(4)熔炼；
(5)精炼除渣；
(6)打渣；及
(7)浇铸。
6.如权利要求5所述的抗燃镁合金的制备方法，其特征在于，所述预热步骤中，熔炼电阻炉预热温度为300℃，炉料预热温度为150℃。
7.如权利要求5所述的抗燃镁合金的制备方法，其特征在于，所述熔炼温度为700-720℃，熔炼过程中进行搅拌。
8.如权利要求5所述的抗燃镁合金的制备方法，其特征在于，所述精炼除渣采用吹气精炼和过滤。
9.如权利要求5所述的抗燃镁合金的制备方法，其特征在于，所述含钙元素的物质为单质金属钙和镁-钙中间合金中一种或两种的混合物。
10.如权利要求5所述的抗燃镁合金的制备方法，其特征在于，所述含钇元素的物质为单质金属钇和镁-钇中间合金中一种或两种的混合物。
技术总结