[發明專利]一種耐磨鎂合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201711318627.1
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN109913721A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 湘潭智聯技術轉移促進有限責任公司
• 主分類號: C22C23/02
• 分類號: C22C23/02;C22C1/02;C22F1/06
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發明公開了一種耐磨鎂合金及其制備方法，耐磨鎂合金包括以下重量百分含量的組分：Zn 2～3wt％，Zr 0.6～0.9wt％，Al 10～15wt％，Ti 5～8wt％，Si 0.3～1.0wt％，Cr 0.8～2.5wt％，Nd 0.5～2.0wt％，B 0.05～0.1wt％，余量為Mg和不可避免的雜質，不可避免的雜質的質量百分含量不超過0.03wt％。本發明在800～850℃下在熔融的鎂合金中摻雜高熔點的Cr、Ti、B元素，冷卻后Cr、Ti、B元素在鎂合金中起“釘扎”作用，提高了鎂合金的耐磨性。該鎂合金硬度強度和硬度高、耐磨性好。

技術領域

本發明屬于輕合金及其制備技術領域，尤其涉及一種耐磨鎂合金及其制備方法。

背景技術

鎂及鎂合金是目前最輕的有色金屬結構材料，具有密度低、比強度及比剛度高、鑄造性能和機械加工性能優異、電磁屏蔽性能好、易于回收等一系列優點，廣泛應用在機械、電子、航空、醫學等工業領域。隨著現代工業的發展，對鎂合金的承載能力和耐磨性要求越來越高，載荷增加使磨損質量增加，磨損形式由氧化磨損到磨粒磨損再到剝離磨損轉變，磨損越來越嚴重。但是，鎂和鎂合金強度和硬度都偏低，而且由于鎂的化學性質十分活潑，極易與氧氣、氮氣、水、CO2等發生反應而生成致密度低的一層非金屬膜，導致鎂合金整體耐磨性較差，及大地限制了鎂合金的應用。故急需對鎂和鎂合金的力學性能及耐磨性能進行改進，才能拓展鎂合金的應用范圍。

合金復合化及構件加工工藝優化是提高鎂合金力學性能和耐磨性的有效方法，目前這一技術還處于研究探索階段。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種強度和硬度高、耐磨性好的耐磨鎂合金，還相應提供該耐磨鎂合金的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種耐磨鎂合金，包括以下重量百分含量的組分：Zn 2～3wt％，Zr 0.6～0.9wt％，Al 10～15wt％，Ti 5～8wt％，Si 0.3～1.0wt％，Cr 0.8～2.5wt％，Nd 0.5～2.0wt％，B 0.05～0.1wt％，余量為Mg和不可避免的雜質，不可避免的雜質的質量百分含量不超過0.03wt％。

優選的，包括以下重量百分含量的組分：Zn 2.2～2.8wt％，Zr 0.6～0.8wt％，Al11～14wt％，Ti 6～8wt％，Si 0.5～0.8wt％，Cr 1.2～2.2wt％，Nd 0.8～1.8wt％，B 0.06～0.09wt％，余量為Mg和不可避免的雜質，不可避免的雜質的質量百分含量不超過0.03wt％。

優選的，包括以下重量百分含量的組分：Zn 2.4～2.7wt％，Zr 0.7～0.8wt％，Al12～14wt％，Ti 7～8wt％，Si 0.5～0.7wt％，Cr 1.5～2wt％，Nd 1.0～1.5wt％，B 0.07～0.08wt％，余量為Mg和不可避免的雜質，不可避免的雜質的質量百分含量不超過0.03wt％。

優選的，包括以下重量百分含量的組分：Zn 2.5wt％，Zr 0.8wt％，Al 13wt％，Ti7wt％，Si 0.6wt％，Cr 1.8wt％，Nd 1.2wt％，B 0.08wt％，余量為Mg和不可避免的雜質，不可避免的雜質的質量百分含量不超過0.03wt％。

作為一個總的發明構思，本發明還提供一種上述的耐磨鎂合金的制備方法，包括以下步驟：

(1)按耐磨鎂合金的配比將Mg、Zn、Zr、Al、Ti、Si、Cr、Nd和B在烘箱中預熱至400℃，保溫10～20min；在SF6+CO₂氣體保護下，將Mg、Zn放入坩堝中，在350～550℃，550～750℃溫度下分段升溫，加熱熔煉；再向鎂鋅熔液中加入預熱的Zr、Al、Si、Nd，每隔20分鐘攪拌1次，攪拌3～4次，使成分均勻；升溫至800～850℃，再添加預熱的Cr、Ti、B融化后每隔10分鐘攪拌1次，攪拌2～3次，使成分均勻；