南京挤压镁合金厂家镁合金压铸
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镁合金因其的性能被广泛应用在航天、通信等领域中。近年来,由于镁合金具有的生物安全性、可降解性以及生物力学相容性等特点,在生物医用合金应用上被广泛地关注与研究。但由于镁合金为密排六方结构导致其在室温下的塑性较差,限制了生物医用镁合金的加工成形与应用。
电磁搅拌后,Mg-4Zn-0.3Zr合金晶粒细化且更加均匀,平均晶粒尺寸从91.3μm 降低到85.7μm。合金中的MgZn相数量减少,在晶粒内部有孪晶形成,且存在较多的小角度晶界。另外,抗拉强度和屈服强度分别为189 MPa和105 MPa,伸长率提高到17.3%。由于电磁搅拌合金中的孪晶和小角度晶界的存在,经热挤压后,电磁搅拌Mg-4Zn-0.3Zr合金动态再结晶的程度高,晶粒更加细小,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到了241 MPa、178 MPa和25.2%。
降低锻造镁合金屈服不对称性的策略是相关的,并且近几十年来受到了的关注。它们可以总结为(i)通过增加延伸孪生的临界分离剪切应力(CRSS)的比率来抑制延伸孪生的成核和生长,通过溶质原子的存在和沉淀物,并减小晶粒尺寸;(ii)通过添加稀土(RE)元素或采用多步热机械工艺来削弱质地。前者的典型案例是Stanford等人的研究,他们报告说AZ91 Mg合金的压缩屈服强度(CYS)与拉伸屈服强度(TYS)之比从固溶条件下的0.75增加到时效条件下的0.91。产量不对称性的降低归因于沉淀物与延伸孪生体的强烈相互作用 —— 这限制了缠绕量 —— 而它不影响棱柱滑移。
镁合金作为医用金属材料使用时,在某些情况下,材料需要经历较大的塑性变形过程。比如镁合金心血管支架在进行介入手术过程中,需要经受压握,使支架贴附于球囊,然后利用传输装置运送至血管中发生病变的部位, 再利用球囊的膨胀使支架扩张,从而扩开发生狭窄的血管, 后把携带球囊的导管抽出体外,完成支架介入手术。
挤压态Mg-2Nd合金表现出高达30% 的拉伸延伸率与缓慢均匀的降解速率,但是材料的断裂强度只有193 MPa,比较高的塑性变形性能使Mg-2Nd合金在心血管支架、食道粘膜支架等方面具有良好的应用前景。Mg-Nd变形镁合金普遍表现出较高的塑性,这是因为Nd固溶于镁合金中,可以大幅降低镁合金的晶间层错能,使非基面滑移变得容易起来。
Zn元素是人体中的微量元素之一,在人体生长发育、生殖遗传、、内分泌等重要生理过程中起着极其重要的作用。同时,它还是镁合金中常用的合金元素之一,具有显著的固溶强化效果,并且还可以提高镁合金的腐蚀电位, 提高其耐蚀性。为此本文中通过在Mg-Nd合金中添加适量Zn元素来弥补Mg-Nd合金强度较低的不足,期望新的MgNd-Zn合金在保持良好的塑性变形能力的同时,还具备较高的强度,满足镁合金用于制作缝合线、吻合钉等植入物产品的性能要求。本文研究了Zn含量变化对铸态及挤压态Mg-2Nd-x Zn(x=0.2, 1.0, 2.0)合金和Mg-0.5Nd-x Zn(x=2.0, 4.0,6.0)合金的微观结构、力学性能以及腐蚀性能的影响。
镁合金的实际化学成分通过电感耦合等离子体分析仪 (ICP-AES,Optima7300DV, Perkin Elmer,USA) 来测定, 每种成分的合金分别取屑50 g用于ICP成分分析。采用OLYMPUS-GX71金相显微镜来观察铸态及变形态合金的显微组织,在莱卡型显微镜下进行金相组织观测,选择合适的参数拍照。对于每种合金,选取6张具有代表性的金相照片进行晶粒尺寸及第二相含量的测定。根据ASTM E112-G6标准, 采用直线 截取法进 行晶粒尺 寸大小的测定。本文采用附带铜Kα 射线源的X射线衍射仪(XRD,D/max 2500 Diffractometer) 测定分析 镁合金中 的相组成。
采用HITACHIS-3400N型扫描电 子显微镜观察合金的微观组织特征与断口形貌,并用能谱仪(EDS)确定相的原子组成。从镁合金挤压棒材上取样,通过机加工制备M10标准拉伸试样从。拉伸试样平行段长度30mm,直径5mm。棒材的室温拉伸试验在Zwick Z050拉伸机上进行,拉伸速率1.0mm/min, 每组至少采用5个平行试样。电化学测试试验样品采用线切割方法制备,样品尺寸为 Φ10×8mm,用Si C砂纸打磨, 除去样品表面油污和缺陷。利用打孔机在样品背面中心钻一个直径1.5mm,深4~5mm的圆孔,在圆孔中插入铜导线,再用环氧树脂封装,环氧固化后用砂纸水磨待测试样品表面至2000# 后,使用硅胶涂抹样品与环氧接触的边沿。