一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金材料領(lǐng)域，涉及一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂合金的力學(xué)性能與一般鋁合金基本相當(dāng)，而其密度僅為鋁合金的2 / 3，故其比強(qiáng)度、比剛度均優(yōu)于鋁合金；同時(shí)鎂合金還具有彈性模量較低，能吸收較大的沖擊功，滯振性較好等特點(diǎn)。在便攜產(chǎn)品風(fēng)行和節(jié)能已成為世界性主題的今天，鎂合金越來越受到人們的重視。隨著電子產(chǎn)業(yè)及汽車工業(yè)的突飛猛進(jìn)，人類的生存與資源和環(huán)境之間的矛盾日益突出，因此降低產(chǎn)品的自重以減少能源消耗和受污染程度，成為至關(guān)重要的問題，鎂合金被公認(rèn)為是當(dāng)今世界最有前途的輕質(zhì)材料之一，被譽(yù)為21世紀(jì)的綠色功能材料。
[0003]鎂基合金材料在應(yīng)用于醫(yī)療、建筑等行業(yè)中，其機(jī)械強(qiáng)度對(duì)其使用影響較大，因此，需要提高鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度等。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]要解決的技術(shù)問題:鎂基合金材料具有重量輕、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的目的是公開一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料及其制備方法，有效的改進(jìn)鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。
[0006]技術(shù)方案:為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料，所述的輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料包括下述重量份的成分:
Cr3.5wt%-7.5wt%、
Tc0.2wt%-0.6wt%、
Ru0.lwt%-0.4wt%、
Ta0.2wt%-0.6wt%、
Sb0.5wt%-0.9wt%、
Y0.lwt%-0.3wt%、
Ca0.8wt%-l.5wt%、
Bi0.lwt%-0.5wt%、
Hf0.4wt%-0.9wt%、
Al24wt%_40wt%、
余量為Mg。
[0007]作為優(yōu)選的方案，所述的一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料，所述的輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料包括下述重量份的成分:
Cr4.5wt%-6.5wt%、
Tc0.3wt%-0.5wt%、
Ru0.2wt%-0.3wt%、 Ta0.3wt%-0.5wt%、
Sb0.6wt%-0.8wt%、
Y0.2wt%-0.3wt%、
Ca1.0wt%-l.4wt%、
Bi0.2wt%-0.4wt%、
Hf0.5wt%-0.8wt%、
Al30wt%_36wt%、
余量為Mg。
[0008]所述的一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)按重量百分比分別取Cr 為 3.5wt%-7.5wt%、Tc 為 0.2wt%-0.6wt%、Ru 為0.lwt%-0.4wt%、Ta 為 0.2wt%-0.6wt%、Sb 為 0.5wt%-0.9wt%、Y 為 0.lwt%-0.3wt%、Ca 為
0.8wt%-l.5wt%、Bi 為 0.lwt%-0.5wt%、Hf 為 0.4wt%-0.9wt%、Al 為 24wt%_40wt%、余量為 Mg，將上述的金屬成分加入至高溫熔煉爐內(nèi)；
(2)將高溫熔煉爐內(nèi)溫度升高為720-780°C，在該溫度下熔煉2-4h;
(3)再升高高溫熔煉爐溫度為1150-1190°C，在該溫度下熔煉3-5h;
(4)降低高溫熔煉爐溫度為500-550°C，在該溫度下保溫2-4h;
(5)最后澆筑為鎂基合金錠，制備得到輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料。
[0009]作為優(yōu)選的方案，所述的一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的制備方法，所述的步驟(2 )中將高溫熔煉爐內(nèi)溫度升高為750°C，在該溫度下熔煉3h。
[0010]作為優(yōu)選的方案，所述的一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的制備方法，所述的步驟(3 )中再升高高溫熔煉爐溫度為1170°C，在該溫度下熔煉4h。
[0011]作為優(yōu)選的方案，所述的一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的制備方法，所述的步驟(4)中降低高溫熔煉爐溫度為520°C，在該溫度下保溫3h。
[0012]有益效果:本發(fā)明的制備方法制備得到的輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度在450MPa以上，其抗壓強(qiáng)度在500MPa以上。改進(jìn)了制備的輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的性能，加入的金屬兀素如Ru、Ta、Sb、Bi等對(duì)提尚其性能都有非常關(guān)鍵的作用。
[0013]
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1
(1)按重量百分比分別取Cr 為 7.5wt%、Tc 為 0.2wt%、Ru 為 0.4wt%、Ta 為 0.6wt%、Sb為 0.9wt%、Y 為 0.3wt%、Ca 為 0.8wt%、Bi 為 0.lwt%、Hf 為 0.4wt%、Al 為 40wt%、余量為 Mg，將上述的金屬成分加入至高溫熔煉爐內(nèi)；
(2)將高溫熔煉爐內(nèi)溫度升高為780°C，在該溫度下熔煉4h;
(3)再升高高溫熔煉爐溫度為1190°C，在該溫度下熔煉3h;
(4)降低高溫熔煉爐溫度為500°C，在該溫度下保溫2h;
(5)最后澆筑為鎂基合金錠，制備得到輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料。
[0015]實(shí)施例1的輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度為454MPa，抗壓強(qiáng)度為507MPa。
[0016]實(shí)施例2 (1)按重量百分比分別取Cr 為 3.5wt%、Tc 為 0.6wt%、Ru 為 0.lwt%、Ta 為 0.2wt%、Sb為 0.5wt%、Y 為 0.lwt%、Ca 為 1.5wt%、Bi 為 0.5wt%、Hf 為 0.9wt%、Al 為 24wt%、余量為 Mg，將上述的金屬成分加入至高溫熔煉爐內(nèi)；
(2)將高溫熔煉爐內(nèi)溫度升高為720°C，在該溫度下熔煉2h;
(3)再升高高溫熔煉爐溫度為1150°C，在該溫度下熔煉5h;
(4)降低高溫熔煉爐溫度為550°C，在該溫度下保溫4h;
(5)最后澆筑為鎂基合金錠，制備得到輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料。
[0017]實(shí)施例2的輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度為461MPa，抗壓強(qiáng)度為505MPa。
[0018]實(shí)施例3
(1)按重量百分比分別取Cr 為 6.5wt%、Tc 為 0.5wt%、Ru 為 0.3wt%、Ta 為 0.5wt%、Sb為 0.6wt%、Y 為 0.3wt%、Ca 為 1.4wt%、Bi 為 0.4wt%、Hf 為 0.5wt%、Al 為 36wt%、余量為 Mg，將上述的金屬成分加入至高溫熔煉爐內(nèi)；
(2)將高溫熔煉爐內(nèi)溫度升高為780°C，在該溫度下熔煉4h;
(3)再升高高溫熔煉爐溫度為1190°C，在該溫度下熔煉3h;
(4)降低高溫熔煉爐溫度為500°C，在該溫度下保溫2h;
(5)最后澆筑為鎂基合金錠，制備得到輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料。
[0019]實(shí)施例3的輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度為471MPa，抗壓強(qiáng)度為513MPa。
[0020]實(shí)施例4
(1)按重量百分比分別取Cr 為 4.5wt%、Tc 為 0.3wt%、Ru 為 0.2wt%、Ta 為 0.3wt%、Sb為 0.8wt%、Y 為 0.2wt%、Ca 為 1.0wt%、Bi 為 0.2wt%、Hf 為 0.8wt%、Al 為 30wt%、余量為 Mg，將上述的金屬成分加入至高溫熔煉爐內(nèi)；
(2)將高溫熔煉爐內(nèi)溫度升高為720°C，在該溫度下熔煉2h;
(3)再升高高溫熔煉爐溫度為1150°C，在該溫度下熔煉5h;
(4)降低高溫熔煉爐溫度為550°C，在該溫度下保溫4h;
(5)最后澆筑為鎂基合金錠，制備得到輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料。
[0021]實(shí)施例4的輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度為474MPa，抗壓強(qiáng)度為512MPa。
[0022]實(shí)施例5
(1)按重量百分比分別取Cr 為 5.5wt%、Tc 為 0.4wt%、Ru 為 0.2wt%、Ta 為 0.4wt%、Sb為 0.7wt%、Y 為 0.2wt%、Ca 為 1.2wt%、Bi 為 0.3wt%、Hf 為 0.7wt%、Al 為 33wt%、余量為 Mg，將上述的金屬成分加入至高溫熔煉爐內(nèi)；
(2)將高溫熔煉爐內(nèi)溫度升高為750°C，在該溫度下熔煉3h;
(3)再升高高溫熔煉爐溫度為1170°C，在該溫度下熔煉4h;
(4)降低高溫熔煉爐溫度為520°C，在該溫度下保溫3h;
(5)最后澆筑為鎂基合金錠，制備得到輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料。
[0023]實(shí)施例5的輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度為482MPa，抗壓強(qiáng)度為519MPa。
[0024]對(duì)比例I
(I)按重量百分比分別取Cr為3.5wt%、Tc為0.6wt%、Sb為0.5wt%、Y為0.lwt%、Ca為
1.5wt%、Bi為0.5wt%、Hf為0.9wt%、Al為24wt%、余量為Mg，將上述的金屬成分加入至高溫熔煉爐內(nèi)； (2)將高溫熔煉爐內(nèi)溫度升高為720°C，在該溫度下熔煉2h;
(3)再升高高溫熔煉爐溫度為1150°C，在該溫度下熔煉5h;
(4)降低高溫熔煉爐溫度為550°C，在該溫度下保溫4h;
(5)最后澆筑為鎂基合金錠，制備得到輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料。
[0025]對(duì)比例I的輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度為422MPa，抗壓強(qiáng)度為478MPa。
[0026]對(duì)比例2
(1)按重量百分比分別取Cr為3.5wt%、Tc為0.6wt%、Ru為0.lwt%、Ta為0.2wt%、Y為0.lwt%、Ca為1.5wt%、Hf為0.9wt%、Al為24wt%、余量為Mg，將上述的金屬成分加入至高溫熔煉爐內(nèi)；
(2)將高溫熔煉爐內(nèi)溫度升高為720°C，在該溫度下熔煉2h;
(3)再升高高溫熔煉爐溫度為1150°C，在該溫度下熔煉5h;
(4)降低高溫熔煉爐溫度為550°C，在該溫度下保溫4h;
(5)最后澆筑為鎂基合金錠，制備得到輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料。
[0027]對(duì)比例2的輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的拉伸強(qiáng)度為419MPa，抗壓強(qiáng)度為481MPa。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料，其特征在于，所述的輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料包括下述重量份的成分: Cr3.5wt%-7.5wt%、 Tc0.2wt%-0.6wt%、 Ru0.lwt%-0.4wt%、 Ta0.2wt%-0.6wt%、 Sb0.5wt%-0.9wt%、 Y0.lwt%-0.3wt%、 Ca0.8wt%-l.5wt%、 Bi0.lwt%-0.5wt%、 Hf0.4wt%-0.9wt%、 Al24wt%_40wt%、 余量為Mg。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料，其特征在于，所述的輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料包括下述重量份的成分: Cr4.5wt%-6.5wt%、 Tc0.3wt%-0.5wt%、 Ru0.2wt%-0.3wt%、 Ta0.3wt%-0.5wt%、 Sb0.6wt%-0.8wt%、 Y0.2wt%-0.3wt%、 Ca1.0wt%-l.4wt%、 Bi0.2wt%-0.4wt%、 Hf0.5wt%-0.8wt%、 Al30wt%_36wt%、 余量為Mg。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的制備方法，其特征在于，所述的制備方法包括以下步驟:(1)按重量百分比分別取Cr 為 3.5wt%-7.5wt%、Tc 為 0.2wt%-0.6wt%、Ru 為0.lwt%-0.4wt%、Ta 為 0.2wt%-0.6wt%、Sb 為 0.5wt%-0.9wt%、Y 為 0.lwt%-0.3wt%、Ca 為0.8wt%-l.5wt%、Bi 為 0.lwt%-0.5wt%、Hf 為 0.4wt%-0.9wt%、Al 為 24wt%_40wt%、余量為 Mg，將上述的金屬成分加入至高溫熔煉爐內(nèi)； (2)將高溫熔煉爐內(nèi)溫度升高為720-780°C，在該溫度下熔煉2-4h; (3)再升高高溫熔煉爐溫度為1150-1190°C，在該溫度下熔煉3-5h; (4)降低高溫熔煉爐溫度為500-550°C，在該溫度下保溫2-4h; (5)最后澆筑為鎂基合金錠，制備得到輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)中將高溫熔煉爐內(nèi)溫度升高為750°C，在該溫度下熔煉3h。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(3)中再升高高溫熔煉爐溫度為1170°C，在該溫度下熔煉4h。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(4)中降低高溫熔煉爐溫度為520°C，在該溫度下保溫3h。
【專利摘要】本發(fā)明屬于復(fù)合金屬材料領(lǐng)域，公開了一種輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料及其制備方法，所述的制備方法包括以下步驟：（1）分別取Cr、Tc為、Ru、Ta、Sb、Y、Ca、Bi、Hf、Al、余量為Mg，將上述的金屬成分加入至高溫熔煉爐內(nèi)；（2）將高溫熔煉爐內(nèi)溫度升高為720-780℃，在該溫度下熔煉2-4h；（3）再升高高溫熔煉爐溫度為1150-1190℃，在該溫度下熔煉3-5h；（4）降低高溫熔煉爐溫度為500-550℃，在該溫度下保溫2-4h；（5）最后澆筑為鎂基合金錠，制備得到輕質(zhì)復(fù)合鎂基合金材料。
【IPC分類】C22C23/02, C22C1/02
【公開號(hào)】CN105132775
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510570644
【發(fā)明人】劉莉, 王爽, 邱晶
【申請(qǐng)人】蘇州萊特復(fù)合材料有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月10日