[发明专利]一种纳米镁合金粉的快速制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米镁合金粉的快速制备方法，属有色金属合金粉末的制备及应用的技术领域。

背景技术

镁合金是一种有色轻金属合金，在电子、汽车、航空航天工业领域得到了较广泛的应用，由于镁合金的强度较低、变形能力差，镁合金的力学性能处于较低的水平；为了提高镁合金的综合性能，扩展镁合金的应用范围，细化晶粒是一种行之有效的方法。

目前，镁合金的晶粒细化方法有高能球磨、等通道挤压和熔体快淬等， 这些方法只能使镁合金细化到微米级，难以达到纳米级，使镁合金的应用受到了很大的局限。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的不足，采用氢化脱氢法，经粉碎、氢化、加热、脱氢，制得纳米级镁合金粉，以大幅度提高镁合金的力学性能和化学物理性能，扩大镁合金的应用范围。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：镁合金块、氢气、氩气，其组合准备用量如下：以克、厘米³为计量单位

镁合金块：AZ91，1000g±1g

氢气：H₂， 100000cm³±100cm³

氩气：Ar， 100000cm³±100cm³

制备方法如下：

（1）             精选化学物质材料

对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：

镁合金块：固态固体 99.9% 

氢气：气态气体 99.5%

氩气：气态气体 99.5%

（2）             预处理镁合金块

镁合金块的预处理粉碎是在密封箱内进行的，是在氩气保护下完成的；

①      在密封箱内置放粉碎机，将镁合金块置于粉碎机内，粉碎机转速100r/min；

②      在密封箱内通入氩气，氩气输入速度200cm³/min；

③      在密封箱粉碎后用400目筛网过筛；

④      粉碎、过筛重复进行，粉碎后镁合金块成细粉，细粉颗粒直径≤0.038mm；

（3）             氢化处理镁合金粉

镁合金粉的氢化处理是在氢化炉内进行的，是在加热、输氢气、加压过程中、外水循环状态下完成的；

①      将镁合金粉置于石英容器中，并在石英容器上部加盖不锈钢丝网；

②      将盛有镁合金粉的石英容器置于氢化炉内，并密闭； 

③   抽取氢化炉内空气，使炉内压强达0.005Pa，并恒定；

④      向炉内输入氢气，氢气输入速度100cm³/min，使炉内在氢气气氛下压强恒定在4MPa±0.1MPa；

⑤      开启氢化炉的加热器，炉内加热温度450℃±2℃，开启外水循环冷却管，进行外水循环冷却；

⑥      在氢气加压4MPa±0.1MPa、加热温度450℃±2℃下恒温恒压氢化12h；

⑦      氢化后关闭加热器，停止加热，使炉内温度自然降至70℃时开启出气阀，排出氢气；

⑧      真空加热，恒温保温处理

开启氢化炉真空泵，抽取炉内空气，使炉内压强达0.005Pa；

开启加热器，加热温度350℃±2℃；

在0.005Pa、350℃±2℃下恒温保温处理4h；

⑨      关闭加热器，停止抽空气，当炉内温度降至30℃时，向炉内输入氢气至常压，氢气输入速度100cm³/min；

⑩      开启氢化炉，取出石英容器及产物，产物为纳米级镁合金粉；

（4）             检测、分析、表征

对制备的纳米镁合金粉的形貌、色泽、晶粒、化学物理性能进行检测、分析、表征；

用透射电子显微镜进行晶粒大小分析；

用粉末X射线衍射仪进行相组成分析；

结论：纳米镁合金粉为银灰色粉体，粉末晶粒直径≤30nm，产物纯度达99.5%。

（5）             产物储存

制备的纳米镁合金粉储存于棕色透明的玻璃容器内，密闭避光储存，要防潮、防晒、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃，相对湿度≤10%。