镁带是否属于化合物_百度知道镁及其化合物教案_百度文库
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氮化镁镁在空气中燃烧就可产生,只是很少,3Mg+N2=Mg3N2氮化镁（Mg3N2）属于化合物；六方晶系；呈微黄色其应用范围非常广泛；氮化镁可用做：1、制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其它元素的氮化物； 　　2、制备特殊的陶瓷材料； 　　3、制造特殊的合金的发泡剂； 　　4、用于制造特种玻璃； 　　5、催化聚合物交连； 　　6、核废料的回收； 　　7、用于人造金刚石合成的触媒及立方氮化硼的触媒材料； 　　8、用于高强度钢冶炼的添加剂等.　　氮化镁Mg3N2.(真空包装)
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扫描下载二维码金属铍为什么用金属镁和二氟化铍制备?什么原理?
镁具有强烈的还原性.原理Mg+BeO=MgO+Be(条件是高温)
我的意思是反应为什么能发生？请用平衡原理解释。
这个不是平衡反应啊，只是镁对氧的亲和力高。
比如说用熔融氯化钙和氯化钠制钠，产生氯气，让氯气冒出，使平衡正移。还有用钠和氯化钾制钾，钾蒸汽冒出使平衡正移，而钠为液体。金属铍为什么用金属镁和二氟化铍制备？不是氧化铍！BeF2。
抱歉看错了，看元素周期表可以知道，铍在镁的上方说明镁的还原性比铍强，而氟和氯又同主族，你可以把它换成镁和氯化铍反应这样就好理解了吧。这不是标准的置换反应吗？看看这样你是否能理解？
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扫描下载二维码含铍的镁合金和该合金的半固态制造方法
专利名称含铍的镁合金和该合金的半固态制造方法
技术领域本发明涉及铍镁合金。更具体地说，本发明是一种制造含铍的镁合金及将其成形为有用结构产品的方法。
目前，还没有报道过已知的实用铍镁结构合金。该技术领域中可得到的情报报导了MgB13的生产。它是一种脆性的金属互化物，因此，不能以任何已知的实用方式使用(Stonehouse，Distribution ofImpurity Phases，Beryllium Science.& Tech.，1979，Vol.1，Pages 182—185)。市售的铍一般含有低于1000重量ppm的镁，它是在常规提炼过程中用作还原BeF2的组分残留的，而且这种痕量的镁也是以金属互化物(Intermetallic compound)MgB13的形式存在(Walsh，Production of Metallic Beryllium，Beryllium Science &Tech.，1979，Vol2，Page8)。
F.H.Ellinger等人的研究小组在the Los Alamas科学实验室进行的早期工作表明，用熔融镁还原BeF2，结果产生了金属互化物MgBe13，而用镁稀释铝铍预合金产生的整体材料中主要为MgB13枝晶，这种枝晶含有34.4％铍(Elliott，Preparation and Identificationof MgBe13，Metallurgy and Ceramics，13th Ed.，1958，Pages 1—10)。英国人证实了用熔融镁浸渗多孔铍粉制得的金属互化物MgB13的缺点是脆性(Jones，Preparation of Beryllium—Magnessium Al-loys by Powder Metal—Lurgical Methods，United Kingdom Atom-ic Energy Authority Memorandum，1961，AERE M828)。Jones观察到这种合金具有围绕着铍晶粒的MgBe13网状结构，正是这种结构导致了其脆性和很大的硬度。
铍在制造富镁母合金时作为保护性氧化物，这个用途是众所周知的。这种铍可用于防止在向下流加工装置远送和加入镁时镁的氧化。例如，俄亥俄州埃尔莫市的Brush Wellman有限公司生产和销售含5％或更少量铍的富镁球团，这种球团是将镁合金粉未和铍粉热压制成的。在下流加工装置的最终镁产品中，残余铍的含量少于0.01％。
金属的常规半固态制造即触变成形是一种利用热熔化的金属在其冷却过程中对其连续而激烈地搅拌时所表现的低表观粘度的制造方法(Brown，Net—Shape Forming Via Semi—Solid Processing，Advanced Material & Processes，Jan.1993.，pages 327—338)。目前用了各种术语用来描述半固态加工金属制造有用产品，包括流变铸造、料浆铸造、触变锻造和半固态锻造等术语。每一个术语都与半固态加工步骤的不同特点或使用设备类型的差异有关。
一般地说，半固定加工的首先步骤是加热一种或多种金属，使其温度超过它们的液相线温度形成熔融金属或合金。在慢慢冷却过程中，可使用该领域中已知的各种方法在液化的金属中引入剪切力，以便在原处(in situ)形成分散在熔体中的等轴(equiaxed)晶粒。在这种条件下，该金属称为处于“触变”性料浆状态或半固态料浆状态。触变料浆是以非树枝状显微结构为特征的，它可以在能自动操作和精确控制，而又能提高铸造材料产率的大型生产设备中相当容易地加以处理(Kenny，Semisolid Metal Casting and Forging，Metals Hand-book，9 the ed.，1988，Vol.15，pages 327—338)。
半固态金属料浆的非树枝状显微结构在Flemings所拥有的专利3,902,544中有所描述。该专利中公开的方法堪称这一技术领域的代表，该专利着重于在熔体慢慢冷却过程中产生激烈的对流现象，使得产生的是具有非树枝状显微结构的等轴晶粒分散体。(Flem-ings，Behavior of Metal Alloys in the Semisolid State，Metallurgi-cal Transactions，1991，Vol.22A，pages 957—981)。
在本申请前公开的研究，是集中在设法了解用高温剪切使树枝状生长结构变形和分裂过程中涉及的一些力的大小。现已发现，半固态合金显示了高达几百，甚至几千泊的粘度，具体视剪切速率而异(Kenny，Semisolid Metal Casting and Forging，Metal Hardbook，9th Ed.，1988，Vol.15 pages 327)。还发现，在连续冷却过程中测量的半固态料浆的粘度与施加的剪切力有很强的函数关系，测得的这种粘度随着剪切速率的增加而降低(Flemings，Behavior of MetalAlloys in the Semisolid State，A&M News，Spet.1991，pages 4—5)因此，随后的商业性研究集中于开发在模具中成形之前或几乎同时搅拌液化金属的种种方法，以便在半固态料浆中获得近似球状或细小晶粒的显微结构。两种已开发的通用成形方法是，(1)流变铸造，它是在专用的混合器中先产生料浆，然后输入模具中，(2)半固态锻造，它是用装有混合器以便直接产生球状显微结构的模具中的浇铸成球团。
例如，Winter所拥有的专利4,229,210揭示了一种使用分离的混合器用电动力在逐渐冷却的金属中引起湍动的方法，而Winter所拥有的专利4,434,837和4,457,355揭示一种装有磁流体动力搅拌器的模具。
现已开发了各种在冷却的金属中产生剪切力形成半固态料浆的搅拌方法，例如，Young所拥有的专利4,482,012、Dantzig的专利4,607,682和Ashok的专利4,642,146都描述了用于在液化金属中产生必需剪切力的电磁搅拌装置。产生必需剪切速率的机械搅拌是在Kenney的专利4,771,818、Gabathuler的专利5,186,236和Col-lot的专利4,510,987中揭示的。
将目前已知的半固态制造技术应用于含铍镁合金是行不通的，因为铍的熔点超过1280℃。在这个温度和标准大气压力条件下，镁在1100℃沸点的温度汽化(Elliott，Preparation and Identificationof MgB13，Metallurgy and Ceramics，13 th Ed.，1958，pages 1—10)。目前已知的触变成形方法是需要铍在超过1200℃的高温起始液化的，而这时镁会蒸发掉。事实上，这恰是目前从铍中除去镁杂质的铍提纯工业方法(Stonehouse，Distribution of Impurity Phase，Beryllium Science & Tech，1979 Vol.1，pages 184)。
本申请描述了解决上述的制造含铍镁合金问题的方法，并进一步介绍金属合金半固态制造方法的一种新的改进。
因此，本发明的一个目的在于提供一种加入1至99重量％铍的实用镁基合金。
本发明的第二个目的在于提供弹性模量超过镁100至400％的实用含铍镁合金。
本发明的第三个目的在于提供一种半固态制造方法，这种方法不需要加热至对于某些金属如铍必需的很高的液相线温度。
本发明的第四个目的在于提供一种不需采用剪切力的半固态制造方法。
本发明的第五个目的在于提供一种制造含1至99重量％铍的镁合金的半固态制造方法，在此方法中用的是铍粉，因此，这样就不需要对完全液化的金属进行处理。
本发明的第六个目的在于提供一种可以成形含显著量铍的形状精密的镁部件的方法。
本发明的第七个目的在于提供密度很低近似于镁，而弹性模量很高近似于铍的合金。
本发明的第八个目的在于提供生产含1至99重量％铍的镁基合金精密零件的技术，这种技术防止了有害的镁铍金属互化物的形成。
本技术领域中熟练技术人员在研究了下面的公开后，本发明的其他目的就显而易见了。
本发明包括制造实用含铍镁基母合金的方法和制造含显著量铍的净形状(net—shape)镁—铍部件的装置。这里所用的术语“净形状”是表示一个部件，已具有非常接近于最终要求的形状，即在使用前不需或仅需很少切削加工的精密部件。
参看附图说明
图1，它是最新认可的镁铍合金相图(Nayeb—Hashemi，The Beryllium—Magesium System，Alloy Phase Diagrams Mono-graph，ASM International，1987，page 116))。与其他合金系的相图比较，Mg-Be相图是相当不完全的，它反映了人们对Mg-Be体系的知识和实验还很不够(Brophy，Diffusion Couples and the PhaseDiagram，Thermodynamics of structure，页)。然而，图1相图中有一个清楚的特征，它预测了金属互化物MgB13的存在。
本发明描述了一种使用分散在液态镁或镁粉中的固态铍粉制造含铍镁合金的新方法，这种方法令人惊奇地避免了有害的金属互化物MgB13的形成，并且可以用半固态的方法制造这种新颖的含铍镁合金。
这里要求保护的合金，其密度接近于其他已知的镁合金，而弹性模量却可近于铍，这种模量随着含铍量增加而增加。弹性模量随组成的变化大致为镁的值6.6百万PSI与铍的值44百万PSI的线性组合。这与适用于具有相似结构的铝-铍合金的性质预测的“混合原则”是一致的。
本发明不能用常规的锭料冶金技术或已知的雾化技术制造。这里描述的方法是利用将固态的铍颗粒和液态或固态镁的结合。将铍粉加入，良好地分布在液态镁或镁粉中，生产所需的混合物材料而不致形成金属互化物，这个技术由本申请独一无二地进行描述并作为专利要求保护。下表概括了按本发明方法制造的各种含铍镁合金的性质。
表IAZ-91D/Be合金性质的比较Be 密度
弹性模量 E/Rho 热膨胀系数(重量％)
(磅/英寸3)(MSI)(英寸×106)
(英寸/英寸/°F×10-60
127.6 14.110 0.065 10.2 155.6 13.715 0.065 12.0 183.6 13.320 0.066 13.9 239.6 12.525 0.066 15.7 211.6 12.930 0.066 17.6 267.6 12.135 0.066 19.4 295.6 11.740 0.066 21.3 323.6 11.345 0.066 23.2 351.6 10.950 0.066 25.0 379.6 10.562 0.066 29.6 446.8 9.570 0.066 32.6 491.6 8.980 0.066 36.4 547.6 8.590 0.067 40.2 603.6 7..0 659.7 6.4因为起始原料是两种粉末的混合物，而且在操作过程中两种粉末没有明显的分离倾向，所以可以制造出含1至99％铍和余量为镁的合金组合物。市场上一个最迫切的需求就是有较高弹性模量但密度不增加的镁基合金。
正如表I所示，铍镁合金从含铍量的一端到另一端，其性质是连续的变化。例如，与合金基的镁相比，含有5％铍，密度相同，弹性模量却高28％。因此根据本申请公开的方法，可以用含最少加入量5％铍的镁基合金，就得到至少高于25％的弹性模量。
在本发明的优选实施方案中，是将球状颗粒的铍粉与镁进行混合，该种铍粉最好是由铍熔体用雾化方法制造，而镁的形态或为粉未、或为切屑、或为其它粗分散状态。球粒铍粉已可用惰性气体雾化法制造，这是一种本领域技术人员熟知的技术。在本申请的半固态制造技术中，最好使用雾化法铍粉，因为其球状颗粒能提高成形过程中的流动性，同时减少对所用设备表面的磨蚀。
制造铍粉的其他方法记载在Stonehouse，Distribution of Impu-rity Phases，Beryllium Sciene & Tech.，1979，Vol.1，182—184页这篇文章中)，该文献本发明是参考使用了的。磨碎法铍粉可与球粒铍粉混合使用，也可完全代替球粒铍粉而使用。粉碎法铍粉的一般制法是用本技术领域中技术人员熟知的冲击粉碎法，例如冷气流粉碎法。在粉碎技术领域中已有种种粉碎制造铍粉的标准方法可用于本发明。这些方法可见于例如Marder，P/M Lightweight Metals，Metal Handbook，9th Ed.，1984，Vol.7，755—763页；Stone-house and Marder，Beryllium，ASM International Metals Hand-book，10th Ed.，1990，vol.2，683—687页；以及Ferrera，RockyFlats Beryllium Powder Production，United Kingdom Atomic.En-ergy Authority Memorandum，1984，Vol.2.，JOWOG 22/M20，这些文献参考引用于本发明中。上述出版物的研究中使用的铍原料都是由Brush，Wellman Inc.，Elmore，ohio提供的。
工业纯的镁粉或镁合金粉可购自如Reade Manufacturing Co.of Lakehurst，New Jersoy，该公司供应本行业中称为AZ-91D的含9％铝和1％锌的镁基合金。包含工业纯镁的其他已知的镁产品(如购自Dow chemical Co.，Midland，Michingan的镁产品)同样可以用作本方法的原料。
在优选的实施方案中，将球状铍粉和镁屑的固体混合物加热到仅镁基组分熔化的温度(一般需超过650℃)，这样就产生了铍粉颗粒分散在镁熔体中悬浮液。因此，不用将温度升得很高就可得到半固态的Mg-Be料浆，同时不用在熔体中施加外加剪切力就可得到非树枝状的显微结构。
图2是表示一种铍镁合金不含化合物的结构中所需的非树枝状铍部分的显微照片，这种合金是按照本发明在650℃以上将镁合金粉和等轴颗粒的铍粉真空热压制得的。图2中所示的结构可用于一些直接的工程用途，如现场固化制造部件，或可进行常规的金属加工处理，如随后的轧制，锻造或挤压。
图2所示的结构也可用作生产净形状部件的半固态制造过程的前体原料。图3是对图2所示显微结构的铍镁合金进行半固态加工处理后的显微结构照片。这种所用的方法不采用任何剪切性的处理，如固化前的搅拌。图2和图3都表明，这些结构中都没有不合需要的金属互化物。具有与图3相似结构的触变性混合物，可以用适当改进的挤压或型铸设备进行挤压式塑铸成型，所用的一般设备类似于塑料注塑所用的装置。
常规的半固态制造工艺可分为两大部分(1)为产生适当的初始显微结构所需的原料制备步骤，(2)半固态成形步骤。不象已知的方法，这里公开的本发明方法无需常规的原料制备步骤，因为将两组分粉末的混合物加热到仅其中一个组分的固相线温度以上，就可直接而自动地得到所需的合适结构。
铍在镁中或镁在铍中，溶解限度很小或者几乎没有。因此，可用本发明独特的半固态方法触变成形处理的材料，其操作温度仍等于，乃至低于富镁组分的液相线温度(650℃)。这样就可以使用比较简单和低廉的工程材料制成的设备，因为这种材料无需经受熔化铍所需的很高温度。
选择的操作温度是由固体在浆料中所需的体积分数而确定的。浆料中固体的净量是由加入的固态铍以及已部分熔融镁组分所残留的固体部分(如有的话)的量而确定。
本发明采用的温度较低，这也限制了镁和铍金属互化物的形成。如果在镁中加入诸如铝之类的元素，可进一步降低操作温度，这样也就实际上去除了镁与铍之间余下的那么一点点潜在的反应活性。这些创新的概念使得在一般镁产品特有的低的加工温度下也有可能对镁—铍合金进行净形状半固态加工。
两种通常已知的半固态成形方法是(1)，触变锻造(半固态锻造)，这时是合金工件通过封闭模具中的挤压或藉一柱塞推入一固定的模腔而成形；(2)触变铸造(半固态模制)，这时是半固态金属藉旋转螺旋进料器的冲程送入固定模腔中的。这两种方法，如后面的实施例所示，都可适用于本发明。
图1是一张目前的镁—铍相图。
图2是一张说明用本发明方法制得的铍镁合金的铍部分中非树枝状显微结构照片。
图3是一张表示图2所示结构的镁—铍合金进行半固态加工后，其铍部分的非树枝状显微结构照片。
进行了如下实施例1～7所概括的一些试验，以便生产铍镁合金净形部件，其中铍的原料是用铍粉。这些镁—铍合金是用(1)触变模制TM法；(2)现场凝固；(3)闭模锻造法，从半固态制成的，这些实施例清楚地表明，通过加入固态铍，触变制造镁基合金在没有外加剪切力的情况下是切实可行的。
所有的环境保护和安全设备，包括辅助的HEPAVAC通风设备，都在试验开始前安装好。在试验中和最后的清洗操作中，都要定期进行空气中尘粒计数的检测，在试验过程中所有的工作人员都要戴合适的空气过滤口罩和穿防护服(其他的安全细节可从BrushWellman Inc.，Cleveland，Ohio获知)。
触变模制是一个由the Thixomat Corporation，Ann Arbor，Michigan在美国专利4,694,881、4,694,882,和5,040,589的许可下开发的一种半固态模制方法，这三个专利都转让给了Dow Chem-ical Compary，Midland，Michigan。这些专利公开了用于金属合金射压造型(injection molding)的方法和设备，并且都结合用于本发明中。正如背景技术部分指出的那样，现有技术，包括该三个专利的揭示，都需要在基本上液化的金属中施加剪切力，以形成必要的非树枝状显微结构。对触变模制方法有关的设备进行了改进，以适合于实施例1～5中的试验，但不用那些在液化金属中引入剪切力以产生非树枝状显微结构的触变模塑方法部分。实施例1.制备起始原料所用的基本原料是以AZ-91D表示的富镁组合物，加入的铍为S-200F粉末。镁原料是Dow Magnesium of Freeport，Texas提供的屑状Thixomag AZ—91D。下表列出AZ-91D的组成。
表IIAZ-91D标准组成元素
重量百分数铝 8.5-9.5铍 0.锌 0.5-0.9铜 0.00-0.01镍 0.00-0.001硅 0.00-0.02锰 0.17-0.32铁
0.000-0.004所有其他元素 0.01(最大)镁
余量加入铍的形式是用由60％铍真空热压件制成的碎屑。该真空热压件是由过200目的AZ-91D粉末(由Reade Manufacturing Co.，Lakehurst，New Jersey提供)和S-200F冲击粉碎铍粉(购自BrushWellman Inc.，Elmore，ohio)制成。
粉末在10立方英尺容积的双锥形混合器中混10分钟。真空热压在566℃(1050°F)进行4至6小时以达到86％的理论密度。除去热压件的表皮，以排除来自模的所有碳污染，然后将它加工成碎屑。由62％铍热压件制成的碎屑再用Thixomag AZ—91D碎屑稀释，以便制造较低含铍量的合金。这些碎屑都在the Thixomat Corpora-tion，Racine，Wisconsin进行了滚轧掺合。实施例2初次试验首先在不加铍的情况下用AZ-91D为材料进行操作，使条件稳定。沿圆筒(barrel)和进料螺杆(auger)温度是AZ-91D典型所用的温度，而排出口(nozzle)的温度为约577 ℃(1070°F)。当操作条件达到稳定时，在进料斗中就加入含铍碎屑。第一次加料是将大约44磅未加稀释的60％铍原料加到已有约15磅的Thixomag的进料斗的当中，一时加得太多，使系统的运行阻塞。尽管将温度升高至AZ-91D的液相线以上，也未能使螺杆能自由转动。
将设备折卸以后，发现进料螺杆的凹槽上和止逆阀中都塞满了几乎很纯的铍粉。金相分析揭示在机器停止前制造的部件中铍的相当大一部分是聚集成团的，这是由高压下颗粒的相互结合，并且加入了过量铍粉造成的。掉换螺杆，重新调整机器，继续试验。实施例3第二次试验正如第一次试验一样，在系统中加入铍之前，仍先用AZ-91D进料使操作稳定化。所有各区的温度都保持在AZ-91D的液相线，即597(℃)(1107°F)以上。在只进行30次Thixomag的完全冲挤(full-shot)后，关掉进料器，并使设备运转以清洁系统。筒内空了以后，在进料斗中加入25.5磅含30％铍的料和9.5磅纯Thixomag，总的料中估计含有约16磅Thixomag。这就成了含铍量很稀即15％(重量)的料。重新开动进料斗，经10次冲挤(shots)后，制出完整的部件。制造了20多个完整部件后，就关机一天以便对辅助设备进行维修。实施例4第三次试验在进料斗中有余下的15％(重量)铍的原料，进行正常起动。30次完全冲挤后，进料斗中加入25磅30％(重量)的原料，这是为了制出估计约22～28％(重量)铍的产品，实际如何取决于进料斗混合系统的效率。在第58次冲挤时，在进料斗中再加入19.5磅的30％(重量)铍的原料。经5次冲挤以后，螺杆压力开始上升。于是就制出几个完整的部件，但是发现了加入碎屑和加入部件有困难。使用了610℃(1130F)的排出口温度，但正如在第一次试验一样，材料也塞住了排出口。停止操作，随后分析合金，结果它含的铍约为12.5％。
制成了12.5％的铍镁合金，其意义重大。它表明本方法是可行的，并也指明了进一步改进的方向。在机械应用中这种合金的性能优点可以从表1(它是个总结表)中的数据看出。在12.5％铍时，弹性模量约为13.5×106psi，比镁高约70％，而保留了可比的密度和热膨胀系数。实施例5薄载面部件用和实施例4中相同的模具，但装了一个薄的腔体，目的是试验本发现的半固态合金能否填充生产出很薄的部件。结果发现，在与实施例4相同的条件下，可以成功地制造薄达0.019英寸的试件。其金相表明，其组成与实施例4的大型部件大致相同，即在镁合金基体中是铍相的均匀分布，这说明薄的精密部件也可以用本方法制备。实施例6从半固状态现场凝固图2表示将镁合金粉和等轴形颗粒的铍粉真空热压后现场固化产生的镁—铍合金的非树枝状显微结构，其中明显不含有MgBe13金属互化物。因为在整个过程中第二相(铍)一直保持固态，所以无需剪切力的情况下也得到了非树枝状结构。
图2所示结构的合金制法，是用含40％(重量)雾化法铍粉(200目)和60％(重量)的AZ-91D镁合金粉未(325目)混合。在真空下加热至593℃(1100°F)(这样仅使镁合金熔化)，同时施加压力使半固态的料变得更为紧密，然后冷却，此时，其中的部份液相也就凝固起来。这种合金用作在下面实施例7所述半固态加工的前体。实施例7闭模锻造图3表明实施例6中制备的镁—铍合金甚至在经过半固态锻造后仍保持其没有MgBe13金属互化物的非树枝状显微结构。象实施例6的方法一样，这里的半固态锻造也不需外加剪切力。
从实施例6制成的前体切削制成一些Mg-Be实心坯料。用氩气作为防氧化保护气氛，在炉中将这些坯料加热至566℃(1050°F)。再将经预热的坯料用铗子转移到模具中，然后挤压注入封闭的模腔中，然后令其固化。图3表示了这种挤压注入/锻造过程后产生的显微结构。因为在整个过程中铍仍保护固态，铍相的大小和形状不因以后附加的加工处理而有所改变。实施例8镁合金的制造本实施例展示用标准粉未冶金技术随后进行标准的后加工处理，由镁或镁铝合金和铍制造构件的方法。首先，将镁粉与40％(重量)的冲击粉碎铍粉混合。然后将混合物放入直径约为6.5英寸的氯丁二烯橡胶或其它柔韧材料制成的柱状容器中，然后在40千磅/英寸2的压力下进行等静压制，得到孔隙率约为20％的压件，然后除去柔韧材料的容器，将镁铍压件放入铜质圆罐中，供挤压之用。
将该圆罐通过一合适的气密附件与真空泵连接，然后从粉未和圆罐中除去空气和其它气体，接着封住已抽真空的圆罐。在300-600°F温度用一模具挤压到1.5英寸最终挤压直径，这样就把经混合和均等静压的粉末充分压实成一密致的棒，它很易切削制成产品。由表III可见，充分密致的棒料的弹性模量为21.2×106psi，密度为0.0646磅/英寸3。
可用的另一种办法是，在300～600°F温度通过模具挤压到1.5英寸最终挤压直径的棒后，将它切成2～3英寸长。将这些较短棒料加热到1120°F，并半固态锻造成净形状部件。经过这种高密度锻造，弹性模量为21.2×106psi，密度为0.0646磅/英寸。
表IIIMg/Be合金性质的比较Be
E/Rho热膨胀系数(重量％) (磅/英寸3)
(MSI)(英寸×106)
(英寸/英寸/°F×10-600.063 6.4
102.0 14.050.063 8.2
129.9 13.610
0.063 10.0 157.8 13.315
0.063 11.8 185.7 12.920
0.063 13.6 213.5 12.625
0.064 15.4 241.4 12.230
0.064 17.2 269.3 11.835
0.064 19.0 297.2 11.440
0.064 20.9 325.1 11.145
0.064 22.8 353.0 10.750
0.065 24.6 380.8 10.362
0.065 29.2 447.7 9.470
0.065 32.2 492.4 8.880
0.066 36.1 548.1 8.090
0.066 40.0 603.9 7. 44.0 659.7 6.4实施例9镁合金的半固态制造本实施例概括了是如何对混合粉未进行改进的半固态处理，继从热等静压制得到高密度，再经常规锻造成型制造部件的。
将镁粉与40％(重量)铍粉混合，装入真空热压模具中。然后在1120°F温度和1000psi压力下进行真空热压，其密度达到理论密度的95％(孔隙率为5％)。
然后将热压成的料坯放入热等静压机中，并在15千磅/时2和850°F温度下压至更高密度。然后将所得部件在它是完全固态的温度(如850°F)下进行锻造，然而切削加工成最终部件，其性质与表III中就实施例8所述的性质非常相似。
另一个办法是，可以对混合粉未进行改进的半固态加工，随后进行热等静压达到高密度，再进行半固态锻造制造出部件。在1120°F和1000psi压力进行真空热压，使密度达到理论密度的95％(孔隙率为5％)后，将热压成的料坯再在1050°F进行半固态锻造成近似净形状的部件，其性质与表III中所列的性质相似。
对本发明的处理混合镁粉(或镁合金粉)与铍粉的方法加以修改，即用常规的制造方法，也不难制造可用的部件。因此，采用如真空热压(VHP)、热等静压(HIP)或挤压之类的标准粉未冶金技术对混合粉未进行压实，可产生用于制造部件所需组成的有用材料。
半固态加工对于按本方法制造镁或镁合金/铍的零件并非是必需的。如果常规的半固态方法加以改进采用的话，镁或镁合金和铍的混合粉只能在形成比金属互化物的温度更低的温度条件下操作。该温度位于镁和大多数镁合金的熔点之上。
制备了压实的合金材料之后，按如下步骤对其再进行加工处理(i)对由粉未经常规混合和压实制成的料坯，直接切削加工成最终部件；(ii)对由粉未经常规混合和压实制成的料坯，常规(完全固态)锻造成部件；(iii)对由粉未经常规混合和压实制成的料坯常规(完全固态)挤压成部件；(iv)对由粉未经常规混合和压实制成的料坯常规(完全固态)轧制成部件。
用真空热压，热等静压或其他粉未压实方法制成的含铍镁合金的预制品可随后用如(a)至(d)所述的常规金属加工方法或下列(e)至(g)的半固态加工方法作进一步加工(a)对用半固态加工方法制成的料坯直接加工成最终部件；(b)对用半固态加工法制成的料坯常规(完全固态)锻造成最终部件；(c)对用半固态加工方法制成的料坯常规(完全固态)挤压成部件；(d)对用半固态加工方法制成的料坯常规(完全固态)轧制成零件；(e)触变锻造(半固态锻造，柱塞式方法)；(f)触变模制，触变铸造(半固态模制，螺旋加料器法)；(g)触变挤压(半固态)。
在研究了本说明书以后，可以对本发明作各种修改和变化。但这些变化和补充应包括在如下权利要求书所确定的本发明的保护范围和发明构思中。
1.一种含铍镁合金，其特征在于它包含1～99％(重量)铍，余量为镁组份，上述合金不含MgBe13金属互化物。
2.如权利要求1所述的合金，其特征在于上述的铍是分散在上述镁组份中的等轴的固态铍。
3.如权利要求2所述的合金，其特征在于它包含5～80％(重量)铍。
4.如权利要求1所述的合金，其特征在于它包含5～80％(重量)分散在基本上纯的镁中的等轴的固态铍。
5.如权利要求1所述的合金，其特征在于它包含5～80％(重量)分散在富镁组合物中的等轴固态铍。
6.如权利要求1所述的合金，其特征在于上述合金的铍部分是非树枝状显微结构。
7.如权利要求1所述的合金，其特征在于上述合金可以用改进的半固态方法作进一步加工。
8.如权利要求7所述的合金，其特征在于上述改进的半固态方法选自闭模锻造、半固态锻造和半固态模制。
9.如权利要求2所述的合金，其特征在于上述等轴的铍选自机械粉碎铍粉和雾化法球状铍粉。
10.如权利要求3所述的合金，其特征在于上述合金的弹性模量比镁至少高25％。
11.一种如权利要求1所述的合金的制成品，其特征在于此制成品具有(a)6.5至14.4英寸/英寸/°F×10-6之间的热膨胀系数；(b)43.9至6.8MSI之间的弹性模量；以及(c)0.067至0.063磅/英寸3之间的密度。
12.一种制备含铍镁合金的方法，其特征在于它包括如下步骤(a)提供粉状的镁组份和粉状的铍组份；(d)混合上述镁组份和铍组份；(c)在高于镁固相线温度的温度熔化上述镁组份。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于上述铍组份是分散在上述镁组份中的等轴固态铍颗粒。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于上述等轴固态铍颗粒选自机械粉碎铍粉和雾化法球状铍粉。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于上述镁组份为基本上纯的镁。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于上述镁组份为富镁组合物。
17.如权利要求12所述的方法，其特征在于上述熔化其中镁组分的步骤是一种选自真空热压、热等静压和热挤压的方法。
18.如权利要求12所述的方法，其特征在于它还包括选自闭模锻造、半固态锻造和半固态模制的步骤。
19.一种制备含铍镁合金的方法，其特征在于它包括如下步骤(a)提供粉状镁组份和粉状铍组份；(b)混合上述镁组份和铍组份；(c)在镁的固相线温度之上的温度熔化上述镁组份，以产生固态铍分散在液态镁中的半固态料浆。(d)现场铸造步骤(c)中制得的半固态料浆。
公开一种含1～99％(重量)铍的实用镁基合金和一种对含铍镁合金进行半固态制造的改进方法。本发明使用雾化法铍粉或粉碎法铍粉与固体镁颗粒或液态镁混合，结果无需对熔融合金进行搅拌，也不需施加剪切力。
文档编号C22C1/04GK191504
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者J·M·玛德尔, W·J·海斯 申请人:勃勒许·威尔曼股份有限公司}