[發明專利]一種鎂銅復合鑄造材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810368939.1
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108500239B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 李宏祥;徐德興;趙康寧;張濟山
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B22D19/16
• 分類號: B22D19/16
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種鎂銅復合鑄造材料，其特征在于：所述鎂銅復合鑄造材料由鎂合金或純鎂和銅合金或純銅作為組元，界面結合層形成了兩個亞層結構；鎂銅復合鑄造材料界面層靠近銅側的亞層組織厚度比較薄，為10-50μm，主要為Mg₂Cu相，還分布一些MgCu枝狀相，靠近鎂的附近的亞層結構組織為100-200μm，呈均勻網狀分布，其主要為Mg-Mg₂Cu共晶相；

所述的鎂銅復合鑄造材料的硬度值從銅到鎂呈臺階式分布，中間層的硬度明顯高于基體的硬度；

所述的鎂銅復合鑄造材料制備方法，包括以下步驟：

第一步：將固態銅合金或純銅進行機加工得到需求的材料樣式，然后對銅合金或純銅表面用砂紙打磨，進行化學清洗，去除表面氧化物和油污，得到理想粗糙度和表面光潔的銅合金或純銅；

第二步：對預制的固態銅合金或純銅進行預熱處理，預熱溫度為50-300^oC；

第三步：采用井式電阻爐在低碳鋼坩堝中熔煉鎂合金或純鎂鑄錠，期間需要六氟化硫和二氧化碳混合氣體保護，直至鎂合金或純鎂鑄錠完全熔融；

第四步：待鎂合金或純鎂熔體溫度穩定后，澆入裝有預先處理好的固態銅合金或純銅的模具中，澆注過程中吹CO₂作為保護氣體，并通循環水冷卻；

第五步：澆注完成后，繼續通循環水冷卻至一定溫度后取出，空冷，從而得到所述的鎂銅復合鑄造材料。

2.根據權利要求1所述的鎂銅復合鑄造材料，其特征在于：所述的鎂合金包括AZ系列，AM系列，A系列，AE系列，Mg-Y-Zn、Mg-Gd-Y-Zn、Mg-Gd-Y-Zr合金系，Mg-Ca、Mg-Zn、Mg-Sr、Mg-Si、Mg-Li、Mg-Mn、Mg-RE二元合金系，Mg-Zn-Ca三元合金系，Mg-Zn-Ca-X多元合金系，X=Mn、Sn、Sr、RE。

3.根據權利要求1所述的鎂銅復合鑄造材料，其特征在于：所述的銅合金包括黃銅合金系列，青銅合金系列，銅-鎳合金系列，銅-鎳-鋅合金系列，銅-鉛合金系列。

4.根據權利要求1所述的鎂銅復合鑄造材料，其特征在于：第一步材料式樣根據所需要的力學性能和腐蝕性能，有不同的鎂銅體積比及其尺寸形狀。

5.根據權利要求1所述的鎂銅復合鑄造材料，其特征在于：第三步鎂合金的熔化溫度超過液相線20-50^oC。

6.根據權利要求1所述的鎂銅復合鑄造材料，其特征在于：第四步鎂合金熔體的穩定溫度在熔體固相線和液相線溫度之間。

7.根據權利要求1所述的鎂銅復合鑄造材料，其特征在于：第五步通循環水冷卻至溫度為70-200^oC后取出。