改性的Mg-Al-Zn系鎂合金材料及其制備方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】 一種用于鑄造汽車(chē)零部件的納米Ti02改性的Mg-Al-Zn系
鎂合金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鎂合金材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鑄造汽車(chē)零部件的納米Ti02改性的Mg-Al-Zn系鎂合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂合金材料在汽車(chē)零部件制造領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，市場(chǎng)需求量也逐步攀升，鎂合金材料具有質(zhì)量密度小、減振性能好、比強(qiáng)度和比剛度高、熔點(diǎn)低、鑄造性能好、更利用汽車(chē)輕量化等優(yōu)點(diǎn)，雖然鎂合金材料具備這些優(yōu)點(diǎn)，但是目前鎂合金材料在汽車(chē)中的應(yīng)用還十分有限，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因主要有:鎂合金存在高溫蠕變性差、不耐環(huán)境腐蝕；高性能鎂合金生產(chǎn)成本較高。
[0003]目前鎂合金的種類(lèi)主要有Mg-Al-Zn系高韌性合金、Mg_Al系耐熱合金、Mg-Zn系耐熱合金以及Mg-Zn-RE、Mg-RE等幾種，其中Mg-Al系耐熱合金種類(lèi)最多，加入不同的元素配比可以獲得不同性能特性的Mg-Al系列合金，這些合金材料固然存在其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，也存在一些缺陷，現(xiàn)有的問(wèn)題主要集中在生產(chǎn)成本較高、材料利用率低等方面，在實(shí)際應(yīng)用仍受到限制，因此，未來(lái)的研究方面主要集中在用部分其他元素代替稀土元素，以降低生產(chǎn)成本以及更高效的綜合各元素的強(qiáng)化作用，抑制單一元素的不良影響，改善單一的生產(chǎn)方式，獲得綜合性能更為優(yōu)良的合金材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種用于鑄造汽車(chē)零部件的納米1102改性的Mg-Al-Zn系鎂合金材料及其制備方法，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種用于鑄造汽車(chē)零部件的納米Ti02改性的Mg-Al-Zn系鎂合金材料，其特征在于，該鎂合金材料由以下重量百分比的原料制成:A1粉3-5wt.%、Zn粉l_2wt.%、Ca粉0.1-0.2wt.%、Yb 粉 0.05-0.08 wt.%、Sm 粉 0.8-lwt.%、納米 Ti02 1_2%、聚乙烯吡咯烷酮 0.01-0.02wt.%、無(wú)水乙醇適量、雜質(zhì)元素< 0.01 wt.%、余量為Mg粉。
[0005]所述的一種用于鑄造汽車(chē)零部件的納米Ti02改性的Mg-Al-Zn系鎂合金材料的制備方法為:
(1)先將聚乙烯吡咯烷酮投入適量無(wú)水乙醇中，配制成聚乙烯吡咯烷酮無(wú)水乙醇，隨后投入納米Ti02，高速攪拌分散使得納米1102在溶液中完全分散均勻，隨后投入Mg粉，繼續(xù)攪拌分散20-30min后將混合楽料投入球磨機(jī)中研磨攪拌40_50min，最后將所得楽料經(jīng)干燥處理，完全除去無(wú)水乙醇，所得混合粉體備用，其中無(wú)水乙醇與Mg粉的體積比為1-1.5:1 ;
(2)將步驟(1)制備得到的混合粉體與其它剩余物料混合，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝笸度腚娮锠t中，在保護(hù)氣體氛圍下邊攪拌邊加熱至700-750°C進(jìn)行熔煉處理，待物料完全熔融后保溫放置20-30min，最后將所得熔體澆注壓制成型，即得。
[0006]有益效果:本發(fā)明制備了 Mg-Al-Zn系高耐熱合金，并在其中摻混了 Yb、Sm兩種稀土元素，能進(jìn)一步提高合金材料的耐熱、耐蝕性，改善加工性能，此外，以聚乙稀卩比略燒酮無(wú)水乙醇溶液作為介質(zhì)，將納米二氧化鈦分散于其中，再將其與Mg粉混合研磨，從而將納米二氧化鈦均勻包裹分散于Mg粉中，在后續(xù)的熔煉過(guò)程中與其它金屬元素混合的也更為充分，從而達(dá)到高效穩(wěn)定的改性效果，制備的鎂合金材料結(jié)構(gòu)更為細(xì)致緊密，耐蝕性和耐磨性均得到提升，以此材料制備的汽車(chē)零部件加工性能和使用性能均得到改善。
【具體實(shí)施方式】
實(shí)施例
[0007]本實(shí)施例的鎂合金材料由以下重量份的原料制成:A1粉4wt.%、Zn粉1.5wt.%、Ca粉 0.2 wt.%、Yb 粉 0.06wt.%、Sm 粉 lwt.%、納米 Ti02 1.5%、聚乙烯吡咯烷酮 0.0lwt.%、無(wú)水乙醇適量、雜質(zhì)元素彡0.01 wt.%、余量為Mg粉。
[0008]其制備方法為:
(1)先將聚乙烯吡咯烷酮投入適量無(wú)水乙醇中，配制成聚乙烯吡咯烷酮無(wú)水乙醇，隨后投入納米Ti02，高速攪拌分散使得納米Ti02在溶液中完全分散均勻，隨后投入Mg粉，繼續(xù)攪拌分散25min后將混合楽料投入球磨機(jī)中研磨攪拌45min，最后將所得楽料經(jīng)干燥處理，完全除去無(wú)水乙醇，所得混合粉體備用，其中無(wú)水乙醇與Mg粉的體積比為1.2:1 ;
(2)將步驟(1)制備得到的混合粉體與其它剩余物料混合，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝笸度腚娮锠t中，在保護(hù)氣體氛圍下邊攪拌邊加熱至720°C進(jìn)行熔煉處理，待物料完全熔融后保溫放置25min，最后將所得熔體澆注壓制成型，即得。
[0009]本實(shí)施例制得的鎂合金取試樣進(jìn)行性能測(cè)試結(jié)果為:常溫下的抗拉強(qiáng)度:308MPa，延伸率:10.2%，硬度:128HV，200°C條件下抗拉強(qiáng)度達(dá)到285MPa，延伸率為8.5%，且耐磨性較同種類(lèi)的普通鎂合金提高55%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于鑄造汽車(chē)零部件的納米T1 2改性的Mg-Al-Zn系鎂合金材料，其特征在于，該鎂合金材料由以下重量百分比的原料制成:A1粉3-5wt.%、Zn粉l_2wt.%、Ca粉0.1-0.2wt.%、Yb 粉 0.05-0.08 wt.%、Sm 粉 0.8-lwt.%、納米 Ti02 1_2%、聚乙烯吡咯烷酮 0.01-0.02wt.%、無(wú)水乙醇適量、雜質(zhì)元素< 0.01 wt.%、余量為Mg粉。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于鑄造汽車(chē)零部件的納米T12改性的Mg-Al-Zn系鎂合金材料的制備方法，其特征在于，所述的制備方法為: (1)先將聚乙烯吡咯烷酮投入適量無(wú)水乙醇中，配制成聚乙烯吡咯烷酮無(wú)水乙醇，隨后投入納米Ti02，高速攪拌分散使得納米1102在溶液中完全分散均勻，隨后投入Mg粉，繼續(xù)攪拌分散20-30min后將混合楽料投入球磨機(jī)中研磨攪拌40_50min，最后將所得楽料經(jīng)干燥處理，完全除去無(wú)水乙醇，所得混合粉體備用，其中無(wú)水乙醇與Mg粉的體積比為1-1.5:1 ; (2)將步驟(1)制備得到的混合粉體與其它剩余物料混合，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝笸度腚娮锠t中，在保護(hù)氣體氛圍下邊攪拌邊加熱至700-750°C進(jìn)行熔煉處理，待物料完全熔融后保溫放置20-30min，最后將所得熔體澆注壓制成型，即得。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及鎂合金制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鑄造汽車(chē)零部件的納米TiO2改性的Mg-Al-Zn系鎂合金材料及其制備方法，該材料屬于Mg-Al-Zn系高耐熱合金,其中摻混了Yb、Sm兩種稀土元素，能進(jìn)一步提高合金材料的耐熱、耐蝕性，改善加工性能，此外，以聚乙烯吡咯烷酮無(wú)水乙醇溶液作為介質(zhì)，將納米二氧化鈦分散于其中，再將其與Mg粉混合研磨，從而將納米二氧化鈦均勻包裹分散于Mg粉中，在后續(xù)的熔煉過(guò)程中與其它金屬元素混合的也更為充分，從而達(dá)到高效穩(wěn)定的改性效果，制備的鎂合金材料結(jié)構(gòu)更為細(xì)致緊密，耐蝕性和耐磨性均得到提升，以此材料制備的汽車(chē)零部件加工性能和使用性能均得到改善。
【IPC分類(lèi)】C22C1/10, C22C1/02, C22C23/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105369097
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510651498
【發(fā)明人】徐樂(lè)高, 焦培峰, 徐大兵
【申請(qǐng)人】天長(zhǎng)市興宇鑄造有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月9日