[發(fā)明專利]鎂基耐磨阻尼減振合金材料及其制備方法

無效

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• 申請日: 2010-02-23
• 公開（公告）號: CN101781729A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙浩峰;王玲
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02;C22C1/02
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 張立榮

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域，涉及一種鎂基阻尼合金材料及其制備方法。

二、技術(shù)背景

目前金屬材料領(lǐng)域中，以鎂合金作為耐磨阻尼減振材料受到了普遍重視。

CN200910023238.5號申請公開一種含準(zhǔn)晶增強相的高阻尼鎂合金及其制備方法，其合金成分及其重量百分比為：0.9％～1.0％的鋅，0.15％～0.2％的釔，0.6％的鋯。鎂、鋅均為工業(yè)純鎂和工業(yè)純鋅；合金元素釔、鋯分別采用鎂-30％釔，鎂-30％鋯中間合金形式加入；通過預(yù)熱、熔煉和成型，制備出含準(zhǔn)晶增強相的高阻尼鎂合金。但這種材料制備的元素控制嚴(yán)格，并且僅靠有限的釔形成的準(zhǔn)晶增強相，阻尼作用的提高受到限制。

趙旭等材料工程雜志2008年第五期發(fā)表了對鎂合金AZ31的磨損性能研究。鑄態(tài)鎂合金AZ31由基體相α2Mg和第二相Mg17A112組成，第二相含量較少，呈粒狀分布在基體中。試樣的磨損質(zhì)量損失在不同的載荷下均隨磨損時間的增加而呈線性增加。在不同的載荷區(qū)間，磨損質(zhì)量損失的變化速率不同，其中50～75N區(qū)間磨損質(zhì)量損失的速率較低，75～100N區(qū)間的磨損質(zhì)量損失的速率最大。載荷增加使磨損質(zhì)量損失更加顯著，磨損形式發(fā)生由氧化磨損到磨粒磨損再到剝落磨損轉(zhuǎn)變，磨損越來越嚴(yán)重。普通鎂合金的耐磨性不高。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對上述技術(shù)缺陷，提供一種鎂基耐磨阻尼減振合金材料，該合金材料通過在基體中提供穩(wěn)定板條化合物，提高了合金的阻尼作用。

本發(fā)明的另一目的是提供上述鎂基耐磨阻尼減振合金材料的制備方法，該方法工藝簡單，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種鎂基耐磨阻尼減振合金材料，該合金材料以鎂合金為基體，在鎂合金基體上均勻分布著化合物復(fù)合體，該合金材料的化學(xué)成分的重量百分含量：Al為5％～9％，Sr為2％～4％，Sn為2％～3％，F(xiàn)e為0.5％～3％，C為0.03-0.09％，Dy為0.5％～1.5％，Y為1.1％～3％，La為0.5％～2％，其余為Mg。

上述鎂基耐磨阻尼減振合金材料的制備方法，其制備過程如下：

分別按占原料總重Al為5％～9％，Sr為2％～4％，Sn為2％～3％，F(xiàn)e為0.5％～3％，C為0.03-0.09％，Dy為0.5％～1.5％，Y為1.1％～3％，La為0.5％～2％，其余為Mg進(jìn)行配料；

將上述原料中鋁、鍶、錫、鐵、鎂、碳置于用SF6氣體保護(hù)的加熱容器內(nèi)熔化而形成鎂、鋁、鍶、碳、錫、鐵合金液；C以碳粒形式加入，碳粒尺寸為0.1-1mm，Sr以鎂鍶合金形式加入，其中Sr的質(zhì)量含量為25％，其余以純金屬形式加入；

當(dāng)合金液被加熱到710～725℃時，將配好的稀土金屬Y、Dy、La用鐘罩壓入合金液，其中稀土金屬Y、Dy、La的顆粒尺寸均為1-3mm，保溫5～10分鐘，即可澆鑄成相應(yīng)鑄件；形成的鑄件置于110-130℃的熱處理爐中保溫0.5-0.8小時后，取出便得到所需耐磨阻尼減振合金。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果如下：

本發(fā)明的鎂基耐磨阻尼減振合金由于材料在合成過程中，鐵和鋁、錫和鍶等反應(yīng)易形成有害硬質(zhì)的針狀化合物，針狀對基體的割裂破壞作用大，嚴(yán)重降低了合金的力學(xué)性能，稀土元素鏑、鑭和釔是表面活性元素，可以在化合物凝固長大過程中干擾物相的某一擇優(yōu)生長，抑制了針狀化合物的形成。

釔可以和錫、鐵形成化合物。鏑可以和鋁、鐵形成化合物。鑭和錫、鎂形成的化合物和錫鍶化合物、鎂錫化合物、鐵鋁化合物有強的親和作用，可以將合金中的錫鍶化合物、鎂錫化合物、鐵鋁化合物結(jié)合團(tuán)聚形成短棒狀化的化合物復(fù)合體，分布在柔韌的基體固溶體中。

鏑有細(xì)化固溶體晶粒的作用。在合金凝固時稀土和碳、鋁形成的細(xì)小的質(zhì)點，這些細(xì)小的質(zhì)點成為固溶體和化合物復(fù)合體形核的核心，增加了固溶體和化合物粒子的數(shù)量，增大了化合物復(fù)合體的彌散程度，促使化合物復(fù)合體分布均勻。

本發(fā)明合金材料的鎂基體中形成大量的團(tuán)狀化合物復(fù)合體，化合物復(fù)合體中硬質(zhì)錫鍶化合物、鐵鋁化合物相間融于有一定韌性的鎂錫化合物、稀土鐵硅化合物中，這種細(xì)小的硬質(zhì)化合物復(fù)合體又處于韌性固溶體包圍中。

短棒狀化合物復(fù)合體與基體形成的界面以及化合物復(fù)合體內(nèi)部多重化合物相形成的界面形成若干的內(nèi)耗源，因此狀稀土化合物復(fù)合體的作用是有效切斷振動的傳播，從而大大提高了合金的減振阻尼作用。