[發明專利]一種激光燒結輔助制備高強變形稀土鎂合金方法及設備

在審

• 申請號: 201810698759.X
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108754199A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 寧慧燕;周浩;文麗華;李超;李洋;畢士明;左明昱;孫碩
• 申請（專利權）人: 黑龍江工程學院
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C23/06;B22F3/105;B22F1/00;B22F3/20
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本發明涉及一種激光燒結輔助制備高強變形稀土鎂合金方法及設備，屬于激光燒結輔助擠壓變形制備金屬合金的領域。本發明的技術特點是：通過激光燒結技術將金屬粉末制備成鎂合金棒材，再進行擠壓變形。粉末成型法制備的稀土鎂合金具有氣孔、裂縫、未溶顆粒少等優點，而激光燒結粉末可調控鎂合金的晶粒尺寸，而擠壓變形具有的增塑以及提高再結晶形核率作用。實驗裝置及材料具體包括合金粉末1、震蕩離心裝置2、混合裝置3、攪拌裝置4、真空裝置5、稀土鎂合金粉末6、模具型腔7、模具8、供料裝置9、激光器10、掃描鏡11、擠壓模具12、加熱裝置13、測溫裝置14、鎂合金棒材15。

技術領域

本發明屬于鎂合金材料領域，具體涉及一種激光燒結輔助制備變形稀土鎂合金方法及設備。

背景技術

自從進入21世紀以來，世界各國的經濟都得到了迅速的發展，在機械制造、交通運輸、航天航空、信息產業等方面表現的尤為突出。金屬材料的開發與應用直接影響著國家的發展，而科學技術的迅速發展的同時金屬消耗量也逐年增大，因此開發與研究新材料是一個刻不容緩的課題。

鐵、鋁、銅、鋅、鈦作為現實生中最常用的五種金屬材料，對于我國的經濟發展起到了舉足輕重的作用，但它們仍然有很多缺陷:鐵裸露在空氣中容易發生氧化，降低機械性能的同時還浪費資源，鋁合金抗承載能力較弱，容易產生變形，容易在空氣中形成致密的氧化膜不容易降解。而銅及其合金密度較大，運輸及加工難度較大；金屬鋅在壓鑄時由于液態金屬充填型腔速度高，流態不穩定；鈦合金的熔點相對較高，生產成本較高。伴隨著傳統材料的過度開發與揮霍，擁有著豐富資源的地球表殼含有的金屬也在逐漸減少，尤其作為國家經濟支柱的銅、鉛、鋅按照如今的開發速度只能使用不到一百年，而鋁、鐵也僅僅為三百年。在資源日益貧乏的同時，對于金屬的后處理也面臨著前所未有的挑戰。可以毫不夸張的說，在現階段資源問題和環境問題逐漸演變成人類可持續發展的兩大主要威脅，甚至威脅到人類的生存。在這種危機的背景下，有著“21世紀綠色工程材料”美譽的鎂合金逐漸走向相關研究者的視野之中。

鎂是地球上儲量最豐富的輕金屬元素之一，可謂取之不盡。同時，鎂金屬是我國的優勢產業，鎂合金的開發與應用為我國解決金屬資源逐漸匱乏提供了有效之路。由于環保、節能方面的壓力，許多傳統的鋼鐵材料已逐漸被綜合性能更為優良的新型鎂材料取代。隨著交通運輸、航天航空、信息產業等行業的發展，新型輕合金材料的研發日益受到各國的高度重視，鎂合金憑借其優良的性能引起了國內外材料專家及應用廠商的關注，其開發與應用已經成為材料研究開發的熱門領域，相關成果得到廣泛的應用。因此，在傳統金屬礦產趨于枯竭的今天，加速開發鎂材料對保持社會可持續發展具有重要的戰略意義。

發明內容

為在下文中給出了關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

為解決上述現有技術的不足，本發明提供了一種激光燒結輔助稀土鎂合金的制備方法及設備，通過鎂合金粉末激光燒結獲得高強度的變形鎂合金。與現有技術相比，本發明的有益效果是將粉末混合、激光燒結、大塑性變形有效的結合在一起，在實驗的過程中發揮各自的優點。極大的發揚了三種不同物理場作用下的鎂合金晶粒細技術的優勢，將物理性質、微觀組織、變形機制截然不同的三種細化方式作用在一起。

方案一：一種激光燒結輔助制備變形稀土鎂合金設備，其主要包括震蕩離心裝置、攪拌裝置、真空裝置、激光裝置、供料裝置、模具裝置、擠壓模具、加熱裝置、測溫裝置。

取一定微米級合金粉末放入鹽酸中清洗，然后用震蕩離心裝置進行震蕩離心，用敏化液、前驅液進行洗滌。用無水乙醇和去離子水與洗滌后粉末進行混合。用攪拌器進行攪拌。用無水乙醇、丙酮清洗。放入真空裝置中進行抽真空。獲得稀土鎂合金粉末。用供料裝置將粉末鎂合金放入模具型腔，然后激光器發射出激光束，通過掃描鏡把激光束反射在模具型腔里的鎂合金粉末上。然后通過擠壓模具進行不同溫度擠壓。