[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)鎂合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610026160.2
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105420557B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何枇林;朱浩;李德輝
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山市領(lǐng)卓科技有限公司
• 主分類號: C22C23/00
• 分類號: C22C23/00;C22C32/00;C22C1/10
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)鎂合金及其制備方法，尤其是一種納米添加物增強(qiáng)鎂合金及其制備方法。

背景技術(shù)

鎂合金是一種低密度的金屬材料，作為工程材料，其結(jié)構(gòu)輕、耐氧化，目前 已經(jīng)在手持電子設(shè)備、汽車、航空航天等領(lǐng)域中應(yīng)用。不過，鎂合金的強(qiáng)度并不高。作為工程材料，人們通常期望高強(qiáng)度的材料，但是，由于鎂合金的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其塑性差，目前傳統(tǒng)的加工手段不能得到高強(qiáng)度的鎂合金。

中國專利 102766774A提供了一種鎂合金摻雜SiC顆粒的增強(qiáng)方法，針對鎂合金模量低、強(qiáng)度低、易磨損、耐高溫性能差、熱膨脹系數(shù)高的情況，采用在熔煉鎂合金塊過程中摻雜細(xì)碳化硅和粗碳化硅顆粒，然后進(jìn)行澆鑄、加壓和熱擠壓成型，大幅度提高鎂合金的屈服強(qiáng)度、硬度和耐磨性能，使屈服強(qiáng)度達(dá)328MPa±2MPa，硬度達(dá)120HV±5HV，耐磨性提高了80%，此方法工藝先進(jìn)新穎，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確翔實(shí)，增強(qiáng)效果好，是十分理想的鎂合金摻雜SiC顆粒的增強(qiáng)方法。

中國專利103320631A提供了 一種鎂合金摻雜SiC顆粒的增強(qiáng)方法，其使用的化學(xué)物質(zhì)材料為：鎂合金塊、細(xì)碳化硅、粗碳化硅、氫氟酸、去離子水、六氟化硫、二氧化碳。鎂合金摻雜SiC顆粒的增強(qiáng)方法如下：（1）精選化學(xué)物質(zhì)材料：對使用的化學(xué)物質(zhì)材料進(jìn)行精選，并進(jìn)行質(zhì)量純度、濃度控制；（2）預(yù)處理碳化硅；(3）熔鑄鎂合金、摻雜SiC顆粒熔煉鎂合金、摻雜SiC顆粒是在熔煉坩堝中進(jìn)行的，是在加熱、攪拌、氣體保護(hù)下完成的；（4）澆鑄成錠、加壓凝固；（5）熱擠壓鎂合金復(fù)合材料鑄錠的熱擠壓是在熱擠壓機(jī)上進(jìn)行的，是在圓筒形模具內(nèi)、在加壓過程中完成的；（6）冷卻將經(jīng)過熱擠壓的鎂合金復(fù)合材料棒，埋入細(xì)砂中，使其自然冷卻至25℃；（7）清理將熱擠壓、冷卻后的鎂合金復(fù)合材料棒用砂紙打磨，使表面光潔；（8）檢測、分析和表征對制備的鎂合金復(fù)合材料棒的色澤、顯微組織、力學(xué)性能、耐磨性進(jìn)行檢測、分析和表征；結(jié)論：摻雜SiC顆粒的鎂合金復(fù)合材料棒為銀白色，顯微組織致密，細(xì)SiC顆粒和粗SiC顆粒在鎂合金棒中分布均勻，屈服強(qiáng)度達(dá)320MPa±2MPa，硬度達(dá)120HV±5HV，耐磨性提高80%。

中國專利CN 104109790 A提供了一種高強(qiáng)鎂合金材料及其制備方法，該鎂合金材料組分中包含鋁 (Al)，鋅 (Zn)， 氯化錳 (MnCl₂)，碳化硅 (SiC) 晶粒，鈹 (Be)，鎂 (Mg)，其中，鎂合金材料各組分組成按重量百分 比分別為 ：鋁 (Al) ：10.5-12％，鋅 (Zn) ：6-7％， 氯化錳 (MnCl₂) ：0.6-1.5％，碳化硅 (SiC) 晶粒 ： 2-3.5％，鈹 (Be) ：0.01-0.03％，余量為鎂 (Mg)。 本發(fā)明所提供的高強(qiáng)鎂合金材料及其制備方法， 通過連續(xù)鑄造的方式取代傳統(tǒng)的擠壓工藝，以短 流程的方式完成鎂合金的生產(chǎn)，縮短了生產(chǎn)流程， 節(jié)約了成本，所制備的鎂合金材料相比于傳統(tǒng)的 鎂合金材料，在抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率、彈性 模量、硬度等方面均得到明顯改善。該發(fā)明制備的合金的強(qiáng)度最高可達(dá)到380MPa，不過其延伸率很低，只有5%。

中國專利104213008A公開了一種新型高強(qiáng)度鎂合金及其制備方法。其組成重量百分比為：鎢鈦合金為5%~35%，鎂鋁合金為65%~95%。鎢鈦合金的加入，改善了鎂鋁合金的固溶和時(shí)效行為，改善其組織和性能。其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別為（486~378）MPa和（400~320）MPa，相比鎂鋁合金的320MPa和269MPa，分別提高了52%~18%和48%~18%。

以上發(fā)明都致力于提高鎂合金的性能特別是強(qiáng)度性能，不過，其發(fā)明的鎂合金的屈服強(qiáng)度都在400MPa以下，其強(qiáng)度與目前長用的工程材料還有較大的差距。

發(fā)明內(nèi)容：

發(fā)明目的：為了拓展鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域，發(fā)揮其低密度的有點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度鎂合金及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下 :?

采用在納米顆粒增強(qiáng)的方法，在熔煉的過程中向鎂合金中摻入添加物，分散均勻，緩慢冷卻并抽真空讓納米顆粒進(jìn)一步提高濃度，然后在高壓下采用扭曲變形的方式，進(jìn)一步細(xì)化晶粒，提高合金的強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明，可以制備一種納米顆粒增強(qiáng)的高強(qiáng)鎂合金。其顯微組織中的平均晶粒直徑在100納米以下，納米顆粒的直徑在200納米以下，鎂合金的屈服強(qiáng)度在400MPa以上。

具體制備方法包括以下步驟：

（1）準(zhǔn)備原料：準(zhǔn)備99.9%以上的高純鎂與高純合金元素，以及平均粒徑為200納米以下的納米添加物；