[发明专利]一种自生准晶增强型镁合金材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种自生准晶增强型镁合金材料的制备方法，是针对镁基材料存在硬度低、抗拉强度低的情况，以镁合金为基体、镁锌钇自生准晶为增强相，经在真空熔炼炉熔炼、电磁搅拌、半固态铸造、浇铸成型，然后进行热处理，制成自生准晶增强型镁合金材料，此制备方法工艺先进，工序严密，数据精确翔实，制备的自生准晶增强型镁合金材料硬度达98.9HV，抗拉强度达298MPa，延伸率达9.2%，是先进的自生准晶增强型镁合金材料的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种自生准晶增强型镁合金材料的制备方法，属有色金属材料制备及应用的技术领域。

背景技术

镁合金是以镁为基体加入其他元素组成的合金，其特点是：镁合金材料具有密度低，镁的比重是铝的2/3，是铁的1/4；且具有较佳的比强度、比刚性、减振性、易于切削性以及易于铸造等特征；在航空航天、汽车工业结构件上起着重要的作用；但是镁合金存在强度较低、不耐氧化和在高温中抗蠕变性能很差，这些均限制了它的应用；因此，常常加入其他元素以提高镁合金的力学性能。

准晶具有长程准周期性平移序和非晶体学旋转对称性的固态有序相，由于高脆性的特征，导致Mg系准晶很难直接用作结构材料使用，但是它具备硬度高、低表面能、与镁基体间良好结合特性，可以应用于镁基体材料的韧性增强相，使镁合金的力学性能得到提高；自生准晶就是在镁合金凝固过程中形成的准晶相，利用这些凝固过程中形成的准晶相可以增强镁合金，减少了准晶颗粒的预制、处理和引入等复杂制备过程，工艺的简化便于进行规模化生产。

半固态是指从液态冷却至固态，或从固态加热至液态的中间阶段。在固液共存阶段对金属材料进行加工，综合了凝固加工和变形加工的长处，即加工温度比液态凝固低，材料变形抗力比固态形变小；半固态金属所具有的特殊热力学状态及组织特性，不仅可以避免传统凝固后期形成的枝晶网络，提高合金凝固补缩能力，减少或消除缩松及热裂，同时可以减小材料变形抗力，为解决变形加工面临的障碍也提供了有效途径；半固态成形技术在近净成形汽车、摩托车零部件中具有很大优势；此外，该技术具备的高效率、低能耗、高性能等优点可满足现代制造业的要求，因此被誉为21世纪最有前景的金属材料加工技术之一。

目前，用自生准晶增强镁合金材料还处于研究阶段，其工艺技术还有待提高。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的情况，以镁为基体，加入锌、镁钇中间合金，使自生的镁锌钇准晶为增强相，经真空感应熔炼炉熔炼、电磁搅拌、半固态铸造、挤压，制成自生准晶增强型镁合金材料，以大幅提高镁基合金的力学性能。

技术方案

本发明中使用的化学物质材料为：镁、锌、镁钇中间合金、氧化锌、去离子水、水玻璃、丙酮、氩气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米³为计量单位

制备方法如下：

(1)制备开合式模具

①制备开合式浇铸模具

开合式浇铸模具用不锈钢材料制作，模具型腔呈矩形，型腔尺寸为120mm×30mm×50mm，型腔表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm；

②制备开合式挤压模具

开合式挤压模具用铬钼钢制作，模具型腔呈矩形，型腔尺寸为120mm×30mm×50mm，型腔表面粗糙度为Ra0.08-0.16μm；

(2)配制涂覆剂

称取氧化锌50g±1g、水玻璃10g±1g，量取去离子水500mL±1mL，加入混浆机中进行搅拌，搅拌转数50r/min，搅拌时间80min；搅拌后成乳白色悬浮状液体，即涂覆剂；

(3)预处理镁、锌、镁钇中间合金