一種用于鑄造汽車(chē)零部件的納米碳化鉬改性的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)零部件的納米碳化鉬改性的Mg-A 1-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)零部件的納米碳化鉬改性的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)零部件的納米碳化鉬改性的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)零部件的納米碳化鉬改性的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:Al粉4-6 wt.%、Zn粉2_3 wt.%、Si粉0.1-0.2 wt.%、Zr粉 0.1-0.2 wt.%、RE粉 0.5-0.6 wt.%、納米Ti粉 1-1.5 ￥匕％、納米碳化鉬1_2 wt.%、聚乙稀卩比略燒酮0.01-0.02 wt.%、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)零部件的納米碳化鉬改性的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，隨后投入納米碳化鉬，高速攪拌分散使得納米碳化鉬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(I)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 Zr、稀土元素以及納米級(jí)的Ti粉，獲得了高強(qiáng)度、高耐熱的合金材料，促進(jìn)了元素間的反應(yīng)速率，提高了元素的利用率，此外，以聚乙烯吡咯烷酮無(wú)水乙醇溶液作為介質(zhì)，將碳化鉬分散于其中，再將其與Mg粉混合研磨，使得納米碳化鉬均勻包裹分散于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，較之直接摻混的方法改性效果更為明顯，制備的鎂合金材料綜合力學(xué)性能優(yōu)良，耐蝕耐磨，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口 ο
【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:Al粉6wt.%、Zn粉2.5wt.%、Si粉 0.1wt.%、Zr 粉 0.1 wt.%、RE 粉 0.5 wt.%、納米 Ti 粉 1.5 wt.%、納米碳化鉬1.5 wt.%、聚乙稀卩比略燒酮0.02 wt.%、無(wú)水乙醇適量、雜質(zhì)元素< 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，隨后投入納米碳化鉬，高速攪拌分散使得納米碳化鉬在溶液中完全分散均勻，隨后投入Mg粉，繼續(xù)攪拌分散20min后將混合漿料投入球磨機(jī)中研磨攪拌40min，最后將所得漿料經(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1.5:1;
(2)將步驟(I)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725°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:334MPa，延伸率:13.2%，硬度:140HV，200°C條件下抗拉強(qiáng)度達(dá)到318MPa，延伸率為10.5%，且耐磨性較同種類(lèi)的普通鎂合金提高62.3%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于鑄造汽車(chē)零部件的納米碳化鉬改性的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:Al粉4-6 wt.%、Zn粉2_3 wt.%、Si粉0.1-0.2 wt.%、Zr粉 0.1-0.2 wt.%、RE粉 0.5-0.6 wt.%、納米Ti粉 1-1.5 wt.%、納米碳化鉬1-2 wt.%、聚乙烯吡咯烷酮0.01-0.02 wt.%、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)零部件的納米碳化鉬改性的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，隨后投入納米碳化鉬，高速攪拌分散使得納米碳化鉬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(I)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)零部件的納米碳化鉬改性的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,并在其中摻混了Zr、稀土元素以及納米級(jí)的Ti粉，獲得了高強(qiáng)度、高耐熱的合金材料，提高了元素的利用率，以聚乙烯吡咯烷酮無(wú)水乙醇溶液作為介質(zhì)分散處理后的納米碳化鉬與其它金屬元素混合的也更為充分，較之直接摻混的方法改性效果更為明顯，制備的鎂合金材料綜合力學(xué)性能優(yōu)良，耐蝕耐磨，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)】CN105543523
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610009178
【發(fā)明人】王進(jìn)
【申請(qǐng)人】安徽祈艾特電子科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月6日