[發明專利]一種耐磨鎂合金

有效

• 申請號: 201410519847.0
• 申請日: 2014-10-01
• 公開（公告）號: CN104250698A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 姬勝國
• 申請（專利權）人: 無棣向上機械設計服務有限公司
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02;C22C1/02;C22F1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及鎂合金制備技術領域，更具體地說，涉及一種耐磨鎂合金，本發明還涉及一種耐磨鎂合金的制備方法。

背景技術

鎂合金具有密度低、比強度及比剛度高、電磁屏蔽性能好、易于回收利用等一系列優點，被譽為二十一世紀的綠色材料。但是，由于鎂的化學活性高，鎂合金的整體耐磨性能較差，極大地限制了鎂合金的應用。耐磨鎂合金的開發，為擴大鎂合金的應用提供了良好的技術支撐。

隨著現代工業的發展，其抗磨配件重達幾噸到幾十噸，而有效厚度均在10cm以上，傳統超耐磨鎂合金難以滿足應用需求。研究表明：在不同的載荷區間，磨損質量損失的變化速率不同，其中50～75N區間磨損質量損失的速率較低，75～100N區間的磨損質量損失的速率最大。載荷增加使磨損質量損失更加顯著，磨損形式發生由氧化磨損到磨粒磨損再到剝落磨損轉變，磨損越來越嚴重。但普通鎂合金的耐磨性不高。因此，人們在對鎂合金中加入微量元素方面做了大量的研究，以尋求提高鎂合金的力學性能、加工硬化能力及耐磨性的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種含硼的耐磨鎂合金，克服現有耐磨鎂合金存在的在低沖擊載荷或低應力下，達不到加工硬化程度，耐磨性得不到較好發揮的缺陷，彌補傳統耐磨鎂合金在應用中的不足，如在低應力、低沖擊條件下由于加工硬化不充分而耐磨性不足、在嚴寒條件下(-20～-40℃)服役，容易發生低溫脆斷現象等。

為了解決上述問題，本發明提供的技術方案：

一種耐磨鎂合金，該鎂合金基體的化學成分的重量百分含量：Al為16～19wt%，Si為0.3～1.0wt%，Cr為0.80～2.5wt%，Ni為0～2.0wt%，B為0.0001～0.1wt%，余量為Mg。

優選的，含硼含量為0.0006wt%。

優選的，含硼含量為0.004wt%。

一種耐磨鎂合金的制備方法，該方法包括以下步驟：

（1）預熱：將鎂、鋁、硅、鉻、鎳、硼以及坩鍋在干燥箱中烘干預熱至230℃；

（2）溶煉：預熱的鎂放入坩鍋中加熱至650℃~720℃溶化，同時通入保護性氣體SF₆與CO₂，氣體流量CO₂：4-6L/min，SF₆：0.04-0.07L/min，當溶煉爐內的溫度接近750℃時，再依次加入預熱的鋁、硅、鉻、鎳，將溫度升高到800℃后，進行第一次保溫，保溫時間為10min~20min，保溫結束，添加預熱的部分硼，添加量為硼總量的30%~40%，然后進行第一次攬拌，攪拌時間2min~4min；繼續升溫至850℃進行第二次保溫，保溫時間為20min~40min，保溫結束，添加預熱的余下硼，然后進行第二次攪拌，攪拌時間約為2min~4min；再靜置20min~30min；

（3）澆注：當溫度降低到750℃時開始進行繞入，模具溫度為220℃，繞注成圓鑄淀在空氣中自然冷卻；

（4）固溶處理：對鑄錠進行擠壓處理，得到鎂合金的棒材，棒材在400℃~450℃的環境中保溫2h~3h，460℃~520℃的環境中保溫12h~24h，然后將棒材放入到室溫的水中進行淬火；

（5）時效處理：合金固溶處理后，分別在120℃~180℃的溫度條件下進行時效處理，時效時間為24h~48h。

優選的，在步驟（2）中，向所述坩堝內先后加入的鎂、鋁、硅、鉻、鎳、硼分別為純鎂金屬、純鋁金屬、純硅、純鉻金屬、純鎳金屬和純硼。

本發明的有益技術效果：

（1）硼的加入使鎂合金組織中的顆粒細化，并且分布更加均勻彌散，不添加鎘、錳金屬等有毒金屬的情況下，提高鎂合金的耐磨性，降低生產成本。

（2）在低沖擊磨料磨損條件下，含硼的耐磨鎂合金，相對耐磨性達1.68。

（3）硼含量為0.0040%時，經水韌處理后，擁有較好的綜合性能，抗拉強度為305MPa，延伸率20％，磨耗（荷載100N，磨損100min）4mg。

具體實施方

本發明所用的干燥箱為101-3型干燥箱，熔煉爐為SG-9-10型電阻坩鍋爐，不銹鋼坩鍋尺寸為Φ147x250mm，澆注模具尺寸為Φ63x135mm。力學性能測試按照GB/T?4338-2006標準進行，力學性能測試儀器為東莞正邦檢測設備有限公司產BA-100C-5型萬能材料力學性能測試儀。

下面結合具體實施方式對本發明的技術方案作進一步具體說明。

實施例1