一种熔体吸气型自发泡多孔镁合金及其制备方法.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CN113981287A(43)申请公布日2022.01.28(21)申请号202111274656.9(22)申请日2021.10.29(71)申请人长春理工大学地址130022吉林省长春市卫星路7089号(72)发明人吕术慧杨强孟繁智(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人赵青朵(51)Int.Cl.C22C23/04(2006.01)C22C23/06(2006.01)C22C23/02(2006.01)C22C1/08(2006.01)C22C1/03(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图1页(54)发明名称一种熔体吸气型自发泡多孔镁合金及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种熔体吸气型自发泡多孔镁合金及其制备方法，包括：3～18wt％的Zn，3～18wt％的Al，2～15wt％的Nd，Zn：Al：Nd的质量比为1：(0.8～1)：(0.35～1.2)，余量为镁。本发明提供的多孔镁合金中含有Nd、Zn和Al，原料熔化后能够大量吸附并溶解大量的气体，在凝固过程中，随着温度的降低，气体逐渐析出从而形成气泡，从而达到自发泡的目的。本发明提供的熔体吸气型自发泡多孔镁合金不需要借助任何发泡剂、增粘剂或者任何特殊的铸造工艺及条件就可以实现多孔镁合金的制备，因此，本发明提供的多孔镁合金是一种自发泡多孔镁合金，可制备大尺寸复杂构型的表面无气孔的样件。CN113981287ACN113981287A权利要求书1/1页1.一种熔体吸气型自发泡多孔镁合金，包括：Zn3～18wt％；Al3～18wt％；Nd2～15wt％；且Zn、Al和Nd的质量比为1：(0.8～1)：(0.35～1.2)；Mg余量。2.根据权利要求1所述的镁合金，其特征在于，Zn的含量为4～15wt％。3.根据权利要求1所述的镁合金，其特征在于，Al的含量为4～15wt％。4.根据权利要求1所述的镁合金，其特征在于，Nd的含量为3～12wt％。5.根据权利要求1所述的镁合金，其特征在于，所述镁合金中Zn、Al和Nd的质量比为1：(0.85～0.99)：(0.40～0.90)。6.权利要求1所述的熔体吸气型自发泡多孔镁合金的制备方法，包括以下步骤：按照配比将镁源、锌源、铝源、钕源混合，熔炼，得到合金液；向所述合金液中通入CO2气体吹气；将吹气后的合金液进行重力铸造，得到熔体吸气型自发泡多孔镁合金。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼的温度为650～800℃。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混合的原料中还包括其他合金元素源；所述合金液的制备具体为：将镁源和镧源进行熔炼，得到第一混合金属液；将所述第一混合金属液和其他合金元素源混合，得到第二混合金属液；将所述第二混合金属液与锌源、铝源混合，得到合金液。9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述吹气的温度为650～750℃，时间为2～15min。10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述重力铸造的模具为金属模具或砂型模具，所述重力铸造的冷却方式为随炉冷、空冷或水冷。2CN113981287A说明书1/10页一种熔体吸气型自发泡多孔镁合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及镁合金技术领域，尤其涉及熔体吸气型自发泡多孔镁合金及其制备方法。背景技术[0002]泡沫金属材料(多孔金属材料)同时兼具金属和气孔的特性，已经成为新型结构、功能一体化材料中最重要的体系之一，成为了当今材料发展的前沿热点。上个世纪80年代，发达国家在泡沫铝制备技术上已经取得了突破，开发出了一系列泡沫金属生产的成熟工艺，从而大大推动了泡沫铝的生产与应用。目前，日本、德国等发达国家在泡沫铝金属材料研究领域仍然处于世界领先地位。我国对泡沫铝的研究起步比较晚，在近几十年也有了很大的进步。目前泡沫铝作为功能材料与结构材料已经有较为广泛的应用，但是仍然存在很多的问题，比如泡沫铝相对较低的比强度和比刚度严重制约了其在工程材料方面的应用。镁及镁合金具有比强度和比刚度高，且密度也较铝合金低的特点，因此是最理想的泡沫金属基体材料。但由于镁的活性较高，采用传统的泡沫铝制备工艺极其产生爆炸等危险，且制备出的泡沫镁品质较差。虽然泡沫镁的吸能等性能明显优于泡沫铝，但其制备难度较高、均匀性较差，与所有泡沫金属材料一样，无法一次性制备结构复杂的大型零部件。因此，开发新型多孔镁合金是泡沫材料发展的主要方向之一，对多孔材料的发展具有重要的意义。[0003]目前，多孔合金材料的制备方法主要通过特殊的方法，如熔体发泡法、渗流铸造法、熔模铸造法、固‑气共晶凝固法、粉末冶金法、二次发泡法等。这些方法都需要借助特殊的条件或者添加剂，无法避免地会在合