一种自生准晶增强型镁合金材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108611505A(43)申请公布日2018.10.02(21)申请号201810405246.5(22)申请日2018.04.29(71)申请人中北大学地址030051山西省太原市尖草坪区学院路3号(72)发明人赵宇宏王冰赵宝军邓世杰侯华(74)专利代理机构太原市科瑞达专利代理有限公司14101代理人江淑兰(51)Int.Cl.C22C1/03(2006.01)C22C23/04(2006.01)B22D18/02(2006.01)C22F1/06(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种自生准晶增强型镁合金材料的制备方法(57)摘要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、挤压成型，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。CN108611505ACN108611505A权利要求书1/2页1.一种自生准晶增强型镁合金材料的制备方法，其特征在于：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①将镁、锌、镁钇中间合金用机械切制成小块体，小块体尺寸≤50mm×50mm×50mm；②预热，将金属块置于加热炉内预热，预热温度180℃，预热时间30min；(4)熔炼制备自生准晶增强型镁合金材料自生准晶增强型镁合金材料的熔炼是在真空熔炼炉内进行的，是在中频感应加热、抽真空、氩气底吹、浇铸成型过程中完成的；①打开真空熔炼炉，清理石墨熔炼坩埚内部，并用丙酮清洗，使坩埚内部洁净；将镁块1500g±0.1g置于坩埚底部；②关闭中频感应熔炼炉，并密闭；开启真空泵，抽取炉内空气，使炉内压强≤1Pa；③在石墨坩埚底部通入氩气底吹管，向坩埚内输入氩气，氩气底吹速度300cm3/min，使2CN108611505A权利要求书2/2页炉内压强恒定在1个大气压，并由出气管阀调控；④开启中频感应加热器，开始加热，加热温度750℃±2℃，加热、氩气底吹时间10min；⑤将镁钇中间合金230±0.1g从真空熔炼炉的送料口输送至熔炼坩埚内；继续加热熔炼，继续用搅拌器搅拌，时间为10min；⑥将锌块300g±0.1g从真空熔炼炉的送料口输送至熔炼坩埚内；继续加热熔炼，继续用搅拌器搅拌，时间为10min，成合金熔液；⑥电磁搅拌停止加热，使坩埚内的镁合金熔液温度冷却至580℃保温，并用电磁搅拌器进行搅拌，搅拌时间为2min；合金溶液在电磁搅拌过程中，成半固态状；⑦浇铸成型将合金液对准预热到200℃的浇铸模具型腔，铸满为止，即完成了浇铸成型；⑧保温，将浇注得到的半固态浆料在保温炉中保温，保温温度为580℃；(6)挤压成型挤压成型是在立式挤压铸造机上进行的；将开合式挤压模具凹模垂直置于挤压机的工作台上；将在保温炉中保温的半固态浆料浇入到挤压模具的凹模中；将凸模垂直于挤压机上部，并对准凹模；开启挤压机，凸模垂直对凹模内的铸件进行挤压，挤压压强为100MPa，保压时间20s；挤压后即为自生准晶增强型镁合金材料；(7)脱模、冷却挤压后继续施压，使铸件脱出，在空气中冷却至25℃；(8)固溶处理将自生准晶增强型镁合金材料块体置于真空热处理炉内进行热处理，热处理温度500℃，真空度2Pa，恒温保温4h；恒温保温后，迅速将铸件放到60℃的水中进行淬火处理，淬火时间20s；(9)时效处理将淬火后的铸件置于另一热处理炉内进行时效处理，时效温度为180℃，保温时间为10h；保温后，停止加热，随热处理炉冷却至25℃：(10)检测、分析、表征对制备的自生准晶增强型镁合金材料的形貌、色泽、金相组织、力学性能进行检测、分析、表征；用扫描电镜进行形貌分