[发明专利]一种耐摩擦高性能镁合金材料及其制备方法

说明书

本发明关于一种耐摩擦高性能镁合金材料及其制备方法，其成分配比如下：Tb:0.5～2.0wt.％，Ho:0.5～3.0wt.％，Ni:1.00～2.00wt.％，Mn:0.60～1.00wt.％，余量为Mg和不可避免的其他杂质，杂质含量不高于0.03wt.％。其中，Tb+Ho与Ni元素的质量比是1.5:1～3.0:1。本发明依据上述成分配比并通过特定的铸造、轧制以及时效工艺制备出耐摩擦高性能镁合金材料，该材料具有较高的硬度和强度，在无润滑条件下摩擦系数为0.22～0.30，其耐摩擦性能明显优于AZ31、AZ81和AZ91等传统的商业镁合金材料。

技术领域

本发明关于高性能镁合金材料技术领域，特别是关于一种耐摩擦高性能镁合金材料及其制备方法。

背景技术

作为最轻的金属结构材料，镁合金不仅具有高的比强度和比刚度，而且还具有减震抗噪、电子屏蔽以及抗高能粒子穿透等特点。近年来，凭借着独特的性能优势，镁合金在汽车制造、航空航天和武器装备等领域中的应用范围不断扩大。越来越多的镁合金被相继开发出来，采用镁合金来代替传统的钢铁、铝合金等材料能使结构件、机械设备大幅度降低重量。然而，在实际服役的过程中，镁合金零部件都不可避免地与其他材料发生接触，并由于相对运动而产生摩擦磨损现象。摩擦磨损往往对机械零件的寿命、可靠性产生极大的影响，是造成机械零件失效的主要原因之一。因此，出于安全性设计的考虑，在我国汽车制造、航空航天等工业迅猛发展以及武器装备减重迫切需求的大背景下，开发出一种高性能耐摩擦的镁合金材料具有重要的意义。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

鉴于现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提供了一种耐摩擦高性能镁合金材料及其制备方法，该镁合金材料具有相当的硬度和较高的强度，同时还具有优良的耐摩擦性能，而且加工成本低廉、制备工艺简单、参数易控、适合大规模的工业化生产。

发明人发现，通过向Mg合金基体中按照特定的质量比添加Tb、Ho和Ni元素以及特定质量的Mn元素时，再利用特定的铸造、轧制以及时效工艺所制备出的镁合金材料，不仅具备较高的强度和硬度，同时，该合金还具备优异的耐摩擦性能。因此，基于上述发现，本发明采取以下项[1]～[2]所列技术方案。

[1]一种耐摩擦高性能镁合金材料，所述镁合金材料由以下成分组成：

Tb:0.5～2.0wt.％；

Ho:0.5～3.0wt.％；

Ni:1.00～2.00wt.％；

Mn:0.60～1.00wt.％；

余量为Mg和不可避免的含量不高于0.03wt.％的杂质元素，所述不可避免的杂质元素主要包括Fe、Ni、Cu、O、S、P等元素。

上述[1]项所述方案的耐摩擦高性能镁合金材料，其中，

与镁合金化的Tb+Ho与Ni元素的质量比是1.5:1～3.0:1。

上述[1]项所述方案的耐摩擦高性能镁合金材料，其中，

与镁合金化的Tb+Ho与Ni元素的质量比是2.0:1～3.0:1；

上述[1]项所述方案的耐摩擦高性能镁合金材料，其中，

Ni元素的含量是1.2～1.8wt.％。

上述[1]项所述方案的耐摩擦高性能镁合金材料，其中，

Mn元素的含量是0.80～1.00wt.％。