一種增強鎂基合金及其製備方法
2023-06-15 06:26:21
一種增強鎂基合金及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種增強鎂基合金，按重量百分比含量含有：Al 4-5％，Gd 0.28-0.30％，Si 2-2.5％，Ca 0.8-0.9％，Zn 1.5-1.8％，Sr 0.8-1％、Sm 0.3-0.5％，Nd 0.4-0.5％，Y 0.5-0.6％，Zr 0.3-0.4％，Sn 0.6-0.7％，Mn 1.2-1.3％，Cu 0.26-0.3％，Sb 0.3-0.35％，Cr 0.1-0.2％、Nb1-1.2％，氮化硼納米管顆粒2-3％，石墨烯2-4％，碳化矽晶須3-3.5％，餘量為Mg。該合金的抗拉性能、屈服性能以及韌性均較現有技術有較大幅度提高。
【專利說明】一種增強鎂基合金及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及金屬材料領域，尤其是一種增強鎂基合金及其製備方法。
【背景技術】
[0002]鎂基合金具有低密度、散熱好、比剛度高、比彈性量大，易回收利用等特點，在機 械、電子航天航空燈領域被廣泛應用，但是鎂合金拉伸傾點和屈服強度低，抗蠕變性能差， 限制了其應用。
[0003] 中國專利CN1401S04A涉及一種耐熱鎂基合金，該合金中加入量銻和鉍，提高了鎂 基合金的各種性能，但是該合金仍難滿足更高場合對鎂基合金的要求。
[0004]中國專利CN 1431328A涉及一種耐熱鎂基合金，該合金中加入了鈣、鋅、矽等元 素，提高了合金的耐熱性能，該合金的應用場合仍受到較大局限。
[0005]中國專利CN102031432A涉及一種含Sn細晶鎂鋰錫合金，該合金中加入了錫，提高 了鎂基合金的強度和塑性，後續加工性能好，但是該合金的強度和拉伸性能較差。
[0006]因此現有技術中，急需提高鎂基的合金的各項性能，從而拓寬其應用領域，尤其是 對鎂基合金要求較高的領域。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於提供一種高溫性能優良、壓力加工成型性好、拉伸性能好以及 強度高的鎂基合金。
[0008]為了達到此目的，本發明採用以下技術方案：
[0009] -種增強鎂基合金，其特徵在於，按重量百分比含量含有：A1 4-5 %，Gd 0. 28-0. 30%, Si2-2. 5%, Ca 0. 8-0. 9%, Zn 1. 5-1. 8%, Sr 0. 8-l%> Sm 0. 3-0. 5%, Nd 0.4-0. 5%, Y 0.5-0. 6%, Zr 0.3-0. 4%, Sn 0.6-0. 7%, Mn 1.2-1. 3%, Cu 0.26-0. 3%, Sb 0-3_0.35%，Cr 0· 1-0.2%、唚1-1.2%，氮化硼納米管顆粒2-3%，石墨烯2_ 4%,碳化矽晶 須3-3. 5%，餘量為Mg。
[0010] 上述增強鎂基合金優選的組成為：
[0011] 按重量百分比含量含有：A1 4. 5%，Gd 0. 29%, Si 2. 3%，Ca 0. 85%, Zn 1. 7%， Sr 0_9%、Sm 0. 4%，Nd 0·45%，Υ 0_55%，Zr 0. 35%，Sn 0. 65%，Mn 1.25%，Cu 0.28%， Sb 0_32%，Cr 0_15%、Nb 1_1%，氮化硼納米管顆粒2.5%，石墨烯3%，碳化矽晶須 3. 2%，餘量為Mg。
[0012] 所述鎂基合金的製備方法如下：
[0013] (1)原料準備，按產品成分準備相應的純Mg錠、純A1錠，以及其他合金元素，以及 氮化硼納米管顆粒，碳化矽晶須，石墨烯顆粒； _4]⑵植氣保護下，先將純Mg、A1融化後，按產品組成加入其它合金元素，待充分 融化後，再加入碳化矽晶須、氮化硼納米管以及石墨烯，進一步熔煉，熔煉的同時進行攪拌， 溶煉完成抽充分靜置。
[0015] (3)精煉，繼續升高溫度至730?以上，進行精煉。
[0016] ⑷澆鑄並冷卻。
[0017] 本發明的製備方法還可以包括現有技術中常見的熱處理。
[0018] 本發明具有以下優點：
[0019] 氮化硼、石墨烯以及碳化矽晶須的加入，上述三種物質共同作用提高了鎂基合金 的各種力學性能。
[0020] 三種稀土元素 Sm、Nd、Y以及非稀土元素 Nb的加入，改變了合金的微觀組織結構， 提高了鎂基合金的耐熱性能，並且提高了其鑄造性能。
[0021] 優化了各種成分的比例，進一步提高了鎂基合金的各種性能。優選，所述繼續升高 溫度至 800、900、1000、1100、1200°C。
【具體實施方式】 [0022] 實施例1 :
[0023] 鎂基合金，重量百分比含量含有：A1 4%, Gd 0.28%，Si 2%, Ca 0.8%, Zn 1.5%, Sr 0.8%, Sm 0.3%, Nd 0. 4 %, Y0. 5 %, Zr 0.3%, Sn 0. 6 %, Mn 1.2-%, Cu 〇_26%，Sb 0.3%，Cr 0.1%'Nb 1%，氮化硼納米管顆粒2%,石墨烯2%，碳化矽晶須3%， 餘量為Mg。
[0024] 所述鎂基合金的製備方法如下：
[0025] (1)原料準備，按產品成分準備相應的純Mg錠、純A1錠，以及其他合金元素，以及 氮化硼納米管顆粒，碳化矽晶須，石墨烯顆粒； '
[0026] (2)在氮氣保護下，先將純Mg、A1融化後，按產品組成加入其它合金元素，待充分 融化後'再加入碳化矽晶須、氮化硼納米管以及石墨烯，進一步熔煉，熔煉的同時進行攪拌， 烙煉完成抽充分靜置。
[0027] (3)精煉，繼續升高溫度至730-C左右，進行精煉。
[0028] (4)澆鑄並冷卻。
[0029] 實施例2 :
[0030] 一種增強鎂基合金，其特徵在於，按重量百分比含量含有：A1 5%，Gd 0.30%，Si 2· 5%，Ca 0· 9%，Ζη 1· 8%，Sr 1%、Sm 0· 5%，Nd 0· 5%，Y 〇. 6%，Zr 0. 4%，Sn 0. 7%， Mn l_3%，Cu 0_3%，Sb 0_35%，Cr 0.2%、Nb 1_2%，氮化硼納米管顆粒 3%，石墨烯 4%， 碳化娃晶須3. 5%,餘量為Mg。
[0031]所述鎂基合金的製備方法如下：
[0032] (1)原料準備，按產品成分準備相應的純Mg錠、純A1錠，以及其他a傘元奉以及 氮化硼納米管顆粒，碳化娃晶須，石墨稀顆粒 ^
[0033] (2)在風氣保護下，先將純Mg、Α1融化後，按產品組成加入其它合金元素，待充分 碳化娃融、氮化硼納米管以及石_，進-步溶煉，腿_時進行攪拌， 烙爍元成抽充分靜置。
[0034] (3)精煉，繼續升高溫度至78(TC左右，進行精煉。
[0035] (4)澆鑄並冷卻。
[0036] 實施例3 :
[0037] 一種增強鎂基合金，其特徵在於，按重量百分比含量含有：A1 4. 5%，Gd α 29%， Si 2.3%，Ca 0.85%，Zn 1.7%，Sr 0.9%、Sm 0.4%，Nd 0·45%，Υ 0.55%,zr 〇 35%，Sn 0.65%，Mnl.25%，Cu 0.28%，Sb 0.32%，Cr 0_15%、Nb 1.1%，氮化硼納米管顆粒 石墨烯3%，碳化矽晶須3. 2%,餘量為Mg。 · °
[0038]所述鎂基合金的製備方法如下：
[0039] ⑴原料準備，按產品成分準備相應的純Mg錠、純A1錠，以及其他合金元素，以及 氮化硼納米管顆粒，碳化矽晶須，石墨烯顆粒 …
[0040] ⑵在氮氣保護下，先將純Mg、A1融化後，按產品組成加入其它合金元素，待充分 融化後，再加入碳化矽晶須、氮化硼納米管以及石墨烯，進一步熔煉，熔煉的同時進行攪拌， 熔煉完成抽充分靜置。
[0041] (3)精煉，繼續升高溫度至750°c，進行精煉。
[0042] (4)澆鑄並冷卻。
[0043] 表1 :實施例1-3合金的力學性能
[0044]
【權利要求】
1. 一種增強鎂基合金，其特徵在於，按重量百分比含量含有：A1 4-5%，Gd 0. 28-0. 30%, Si 2-2. 5%, Ca 0. 8-0. 9%, Zn 1. 5-1. 8%, Sr 0. 8-1%, Sm 0. 3-0. 5%, Nd 0.4-0. 5%, Y 0.5-0. 6%, Zr 0.3-0. 4%, Sn 0.6-0. 7%,Mn 1.2-1. 3%, Cu 0.26-0. 3%, Sb 0. 3-0. 35%，Cr 0. 1-0. 2%、Nb 1-1. 2%，氮化硼納米管顆粒2-3%，石墨烯2-4%，碳化矽晶 須3-3. 5%，餘量為Mg。
2. 如權利要求1所述的鎂基合金，其特徵在於，按重量百分比含量含有：A1 4.5%， Gd0.29%,Si 2.3%,Ca 0.85%,Zn 1.7%,Sr 0.9%,Sm 0.4%,Nd 0.45%,Y 0.55%,Zr 0· 35%，Sn 0· 65%，Μη 1. 25%，Cu 0· 28%，Sb 0· 32%，Cr 0· 15%、Nb 1. 1%，氮化硼納米 管顆粒2. 5%，石墨烯3%，碳化矽晶須3. 2%，餘量為Mg。
3. 權利要求1所述增強鎂基合金的製備方法，其特徵在於： (1) 原料準備，按產品成分準備相應的純Mg錠、純A1錠，以及其他合金元素，以及氮化 砸納米管顆粒，碳化娃晶須，石墨稀顆粒； (2) 在氮氣保護下，先將純Mg、A1融化後，按產品組成加入其它合金元素，待充分融化 後，再加入碳化矽晶須、氮化硼納米管以及石墨烯，進一步熔煉，熔煉的同時進行攪拌，熔煉 完成抽充分靜置。 (3) 精煉，繼續升高溫度至730°C以上，進行精煉。 (4) 澆鑄並冷卻。
4. 如權利要求3所述的方法，其特徵在於：所述繼續升高溫度至800°C。
5. 如權利要求3所述的方法，其特徵在於：所述繼續升高溫度至900°C。
6. 如權利要求3所述的方法，其特徵在於：所述繼續升高溫度至1000°C。
7. 如權利要求3所述的方法，其特徵在於：所述繼續升高溫度至1KKTC。
8. 如權利要求3所述的方法，其特徵在於：所述繼續升高溫度至1200°C。
【文檔編號】C22C1/06GK104233028SQ201410427956
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月26日 優先權日:2014年8月26日
【發明者】郭健, 郭小芳, 郭乃林 申請人:鹽城市鑫洋電熱材料有限公司