專利名稱：含硼鎂基中間合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，特別是涉及一種用于細化鎂-硅合金中初生和共晶Mg2Si的 含硼鎂基中間合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
金屬間化合物Mg2Si具有高熔點、高硬度、低密度等諸多優(yōu)良性質(zhì)，可用作鎂合金的強 化相；此外，Mg2Si非常穩(wěn)定，在高溫下能夠阻礙晶界的滑動，因此，鎂硅合金作為耐熱合 金具有很大的潛力。同時，硅的加入能夠提高鎂合金的高溫抗蠕變性能，并且不影響鎂合金 的抗腐蝕性能。因而，近年來鎂硅合金的研究受到了國際上越來越多的重視。
然而，鎂硅合金中粗大的樹枝狀初生Mg2Si和脆性共晶組織的出現(xiàn)，嚴重損害了傳統(tǒng)鑄 造鎂硅合金的機械性能。組織細化是改善高硅鎂合金性能的主要途徑之一。因此，細化鎂硅 合金的初生和共晶Mg2Si成為當前該領(lǐng)域的研究熱點。變質(zhì)處理可以獲得細小組織，且成本 低廉。遺憾的是，目前可以用于鎂硅合金的變質(zhì)劑很少。發(fā)表在Journal of Alloys and Compounds, 2005, 387: 105-108上的研究論文通過鹽類氟硼酸鉀將硼元素引入鎂硅合金熔體 中，對初生和共晶Mg2Si進行變質(zhì)細化。然而，當氟硼酸鉀加入到熔體中時，會產(chǎn)生較大煙 霧和噴濺，有一定的危險性，其工業(yè)應用在一定程度上受到了限制。因此，目前急需開發(fā)出 適合于鎂硅合金的新型有效變質(zhì)劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單、可靠，使用方便，且易于推廣應用的細化鎂-硅合 金中初生和共晶Mg2Si的含硼鎂基中間合金及其制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是采用鎂粉與硼粉和三氧化二硼粉中的至少一種作為原料，按照一 定比例混合均勻，壓制成坯，然后在氣體保護燒結(jié)爐中加熱至預定溫度并進行保溫，冷卻后
制得含硼鎂基中間合金。具體包括
一種含硼鎂基中間合金，其化學成分質(zhì)量百分比為鎂70.0-90.0，其余為硼粉和三氧化 二硼粉中的至少一種10.0-30.0。
用于含硼鎂基中間合金的制備方法，其特征在于制備過程包括以下步驟
(1) 混料采用鎂粉與硼粉和三氧化二硼粉中的至少一種作為原料，按質(zhì)量百分比稱 取鎂粉70.0-90.0%,硼粉和三氧化二硼粉中的至少一種10.0-30.0%，將配制好的粉料
在低速混料機中混合均勻；
(2) 壓制成型把混合均勻的粉料放入模具中，在室溫下壓制成坯，壓坯緊實率為壓 坯理論密度的80±5%;
(3) 燒結(jié)將壓坯放入有氬氣保護的燒結(jié)爐中，加熱至200-45(TC，保溫30min，然 后隨爐冷卻到室溫。
本發(fā)明與目前已有的技術(shù)相比具有以下特點
本發(fā)明提供一種工藝簡單、可靠，無污染，使用方便，且易于推廣應用的用于細化鎂-硅合金中初生和共晶Mg2Si的含硼鎂基中間合金及其制備方法。 1)采用硼變質(zhì)，細化效果好；
2) 加入量少，在引入硼含量為0.2 %的情況下，可使初生Mg2Si尺寸從40微米以上細 化到10微米以下，形態(tài)由粗大樹枝晶轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿《嗝骟w或八面體；使?jié)h字狀共晶Mg2Si轉(zhuǎn) 變?yōu)榧毿“魻罨蛄；?br> 3) 變質(zhì)效果穩(wěn)定，具有長效性。
具體實施例方式
實施例一
(1) 采用鎂粉、硼粉作為原料，按質(zhì)量百分比稱取鎂粉90.0%,硼粉10.0%，
將配制好的粉料混合均勻；
(2) 把混合均勻的粉料放入模具中，在室溫下壓制成坯，壓坯緊實率為壓坯理論密度
的75%;
(3) 將壓坯放入有氬氣保護的燒結(jié)爐內(nèi)，加熱至450'C，保溫30min，然后隨爐冷卻 到室溫，制得鎂卯硼10中間合金。
實施例二
(1) 釆用鎂粉、硼粉作為原料，按質(zhì)量百分比稱取鎂粉80.0%，硼粉20.0%，
將配制好的粉料混合均勻；
(2) 把混合均勻的粉料放入模具中，在室溫下壓制成坯，壓坯緊實率為壓坯理論密度
的80%;
(3) 將壓坯放入有氬氣保護的燒結(jié)爐內(nèi)，加熱至300'C，保溫30min，然后隨爐冷卻 到室溫，制得鎂80硼20中間合金。
實施例三
(1) 采用鎂粉、三氧化二硼粉作為原料，按質(zhì)量百分比稱取鎂粉70.0%，三氧化
二硼粉30.0%，將配制好的粉料混合均勻；
(2) 把混合均勻的粉料放入模具中，在室溫下壓制成坯，壓坯緊實率為壓坯理論密度
的80%;
(3) 將壓坯放入有氬氣保護的燒結(jié)爐內(nèi)，加熱至250'C，保溫30min，然后隨爐冷卻 到室溫，制得鎂70三氧化二硼30中間合金。
實施例四
(1) 采用鎂粉、硼粉和三氧化二硼粉作為原料，按質(zhì)量百分比稱取鎂粉70.0%，
硼粉15.0%,三氧化二硼粉15.0%，將配制好的粉料混合均勻；
(2) 把混合均勻的粉料放入模具中，在室溫下壓制成坯，壓坯緊實率為壓坯理論密度
的85%;
(3)將壓坯放入有氬氣保護的燒結(jié)爐內(nèi)，加熱至200'C，保溫30min，然后隨爐冷卻 到室溫，制得鎂70硼15三氧化二硼15的中間合金。
權(quán)利要求
1.一種含硼鎂基中間合金，其特征在于，該中間合金的化學成分質(zhì)量百分比為鎂70.0-90.0，其余為硼粉和三氧化二硼粉中的至少一種10.0-30.0。
2. —種含硼鎂基中間合金的制備方法，其特征在于制備過程包括以下步驟(1) 混料采用鎂粉與硼粉和三氧化二硼粉中的至少一種作為原料，按質(zhì)量百分比稱 取鎂粉70.0-90.0%，硼粉和三氧化二硼粉中的至少一種10.0-30.0%，將配制好的粉料 在低速混料機中混合均勻；(2) 壓制成型把混合均勻的粉料放入模具中，在室溫下壓制成坯，壓坯緊實率為壓 坯理論密度的80±5%;(3) 燒結(jié)將壓坯放入有氬氣保護的燒結(jié)爐中，加熱至200-45(TC，保溫30min，然后隨爐冷卻到室溫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于細化鎂-硅合金中初生和共晶Mg₂Si的含硼鎂基中間合金及其制備方法。該中間合金化學組成為質(zhì)量百分比鎂70.0-90.0，其余為硼和三氧化二硼中的至少一種10.0-30.0。制備步驟為采用鎂粉與硼粉和三氧化二硼粉中的至少一種作為原料，按照一定比例混合均勻，壓制成坯；然后將壓坯放入氣體保護燒結(jié)爐中，加熱至200-450℃，保溫30min，最后隨爐冷卻至室溫，制得含硼鎂基中間合金。該中間合金具有制備工藝簡單，使用方便，變質(zhì)效果穩(wěn)定，且具有長效性等優(yōu)點，易于推廣應用。
文檔編號C22C1/03GK101177747SQ20071019350
公開日2008年5月14日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月6日
發(fā)明者暢 劉, 姜麗麗, 姜啟川, 棟 李, 楊亞鋒, 敏 查, 王慧遠, 娜 鄭, 顧振華 申請人:吉林大學