[发明专利]一种应用于汽车差速器支架的镁基复合材料的制备方法

说明书

一种应用于汽车差速器支架的镁基复合材料的制备方法，涉及一种应用于汽车差速器支架的复合材料的制备方法。本发明是要解决现有AZ91D镁合金替代铝合金用于汽车差速器支架强度不够的技术问题。本发明利用旋转喷吹双向搅拌添加高熵合金颗粒到AZ91D镁合金熔体，可以减少搅拌时间，破碎颗粒团聚效果显著；同时进行X和Y方向机械振动利于破碎边壁区的颗粒团聚，使边壁区颗粒随剪切搅拌到熔体中间，与熔体充分混合；料筒内金属液表面放筛网过滤氧化夹渣物，最后进行挤压铸造工艺制备产品。本发明高熵合金颗粒分散均匀，产品强度和硬度也得到大幅提高，产品内部无氧化夹渣物缺陷，颗粒与基体结合较好，能进一步拓宽镁基复合材料的应用情况。

技术领域

本发明涉及一种应用于汽车差速器支架的镁基复合材料的制备方法。

背景技术

镁合金具有密度小(约是铝合金的三分之二)，比强度高，抗震阻尼性能好等优点，在汽车、电子产品领域中具有广阔的应用前景。但镁合金的低硬度，低室温强度和塑性，很大程度上限制了它的应用。镁基复合材料可以消除或减轻上述镁合金的缺点。添加颗粒增强金属基复合材料的工艺简单，成本低廉，如添加SiC颗粒可以提高镁合金的强度和硬度。由于金属与金属之间天然的相容性好，在液态金属内部添加金属颗粒可以克服陶瓷颗粒与基体润湿差的缺点。高熵合金是新型结构材料，具有高强高韧等优越的性能，高熵合金颗粒可以提高颗粒与基体的润湿性，制备高熵合金颗粒增强镁基复合材料可以提高镁合金的性能，扩大镁合金应用范围。

目前，汽车差速器支架的作用是解决车辆在行驶中存在的共振问题。汽车差速器支架零件多数采用铝合金砂型重力铸造或低压铸造生产，近几年有铝合金挤压铸造方法生产差速器支架。与镁合金相比，铝合金密度大，减震性差，生产铝合金环境污染严重，每公里油耗量大，阻碍了汽车轻量化发展。为了拓宽镁合金差速器支架的应用工况，需要进一步提高镁合金差速器支架的综合性能，如能采用高性能镁基复合材料及挤压铸造方法开发镁合金汽车差速器支架，不仅可以进一步提高镁合金汽车差速器支架的综合性能和内在质量，还会提高汽车的减震性能和强度，促进汽车零部件轻量化的发展。

挤压铸造又称液态模锻，是一种近终成型方法，产品表面质量好，内部无气孔缺陷，力学性能好。镁合金挤压铸造过程中，因为镁的性质活泼，在熔炼过程中易与氧、氮和水汽等发生反应，因此需要对镁合金熔炼进行阻燃和精炼。一些氧化物、阻燃剂或精炼剂等常常会残留在铸锭内部，导致铸件内部存在氧化物、夹渣缺陷。现有挤压铸造镁合金工艺代替传统挤压铸造工艺生产出的铝合金差速器支架外观经常出现热裂纹缺陷，一些外观无缺陷的铸件使用X光检测后在厚大部位也会出现有夹渣缺陷，严重影响镁合金差速器支架的性能，同时也阻碍了汽车行业的高速发展。

旋转喷吹搅拌通常是借助吹头快速旋转在铝合金或镁合金熔体中形成气液涡流，进行净化和除气，减少熔体内氧化夹杂物。常规旋转喷吹或搅拌只在熔体中间进行喷吹搅拌，熔炼炉的边壁区位置易存在颗粒团聚，颗粒不易搅拌均匀，这些部位与氩气也不能有效接触，达不到最佳的精炼效果。旋转喷吹在熔体中间搅拌时，颗粒会随气泡被合理的搅动，颗粒因为自身包裹和吸附作用会随着熔体强力搅拌而团聚，如何平稳的快速搅拌，使颗粒分布均匀、精炼效果好，一直是一个难点。

发明内容

本发明是要解决现有AZ91D镁合金替代铝合金用于汽车差速器支架强度不够的技术问题，而提供一种应用于汽车差速器支架的镁基复合材料的制备方法，实现镁基复合材料汽车差速器支架代替现有铝合金差速器支架，镁基复合材料制备过程中使用双向旋转喷吹搅拌，解决熔炼炉边壁区位置易存在颗粒团聚搅拌不均匀的问题，达到颗粒均匀分散、熔体全位置精炼的效果，在料筒内混合熔体表面放置一个筛网，有效过滤夹渣物、氧化物缺陷，使用挤压铸造成型方法，达到提高强度硬度的效果，使差速器支架满足汽车使用要求。

本发明的应用于汽车差速器支架的镁基复合材料的制备方法是按以下步骤进行的：