一種耐高溫鎂合金材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種合金材料，特別涉及一種耐高溫鎂合金材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂合金是以鎂為基加入其他元素組成的合金。其特點(diǎn)是:密度小，比強(qiáng)度高，比彈性模量大，散熱好，消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能好。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。其主要用于航空、航天、運(yùn)輸、化工、火箭等工業(yè)領(lǐng)域。鎂合金是目前可應(yīng)用的最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，雖然它具有很高的比強(qiáng)度和比剛度，高的尺寸穩(wěn)定性和阻尼減震性，良好的機(jī)械加工性能，而且易于回收利用。鎂合金作為結(jié)構(gòu)材料的突出優(yōu)勢是低密度，但目前鎂合金材料普遍存在強(qiáng)度較低、高強(qiáng)低耐熱性或高強(qiáng)低塑性等弱點(diǎn)，嚴(yán)重阻礙了鎂合金在航空航天、交通運(yùn)輸及其他領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。同時(shí)鎂合金在日常生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用也極為廣泛，且采用鎂合金作為原材料制備的產(chǎn)品也極多，應(yīng)用也極為廣泛。鎂合金在日常生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會(huì)作為機(jī)械設(shè)備的原材料，在日常使用過程中，往往會(huì)碰到溫度較高的情況，因而鎂合金的耐熱性能會(huì)大大影響產(chǎn)品的使用壽命。而隨著工業(yè)設(shè)備的輕量化，環(huán)?；枨?，尤其是新能源的發(fā)展，以及鎂合金研發(fā)技術(shù)和回收利用技術(shù)的不斷進(jìn)步，鎂合金的進(jìn)一步廣泛應(yīng)用將必然趨勢。因此，提供一種耐高溫鎂合金的制備方法是本發(fā)明亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種耐高溫鎂合金材料的制備方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種耐高溫鎂合金材料的制備方法，該方法包括以下制備步驟:
A、混合:將粉料置于混料裝置內(nèi)，利用壓力為0.SMPa的高壓氣體將上述粉末吹起，3-5分鐘后停止通入高壓氣體，各粉末共同沉積并均勻混合；B、壓制:將混合均勻的粉料置于模具中，在710?720MPa壓力下壓制成型并得到壓坯，壓力為4?6T/cm2; C、燒結(jié):將壓坯置于網(wǎng)帶燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，在保護(hù)氣氛中燒結(jié)，燒結(jié)過程中壓力為5兆帕，壓坯首先經(jīng)過780 V的預(yù)熱帶，預(yù)熱時(shí)間為20分鐘，然后進(jìn)入1210-1230°C的燒結(jié)帶，保溫2h，最后以40°C/分鐘將加壓燒結(jié)后的產(chǎn)物從燒結(jié)溫度降溫至室溫，得到燒結(jié)體；D、整形:將燒結(jié)體壓制整形并得到壓件；E、浸油:將壓件在真空度為負(fù)一個(gè)大氣壓下浸入潤滑油中進(jìn)行浸油處理，浸油時(shí)間為30分鐘。
[0005]所述保護(hù)氣氛為氫氣或氮?dú)狻?br>[0006]所述粉料由以下重量份配比的原料組成:鎂粉63-71份、鐵粉9-13份、碳化硅粉5-9份、硫化錳粉5-7份、鋯剛玉粉6-10份、石墨粉13-17份、電熔陶粒砂5_10份、玻璃纖維3_6份、錫粉10-14份、硫化銅4_8份、鈷粉4_8份、氧化招粉4_8份、鉀長石粉3-7份、娃化欽4-9份。
[0007]所述粉料由以下重量份配比的原料組成:鎂粉63份、鐵粉9份、碳化硅粉5份、硫化錳粉5份、鋯剛玉粉6份、石墨粉13份、電熔陶粒砂5份、玻璃纖維3份、錫粉10份、硫化銅4份、鈷粉4份、氧化鋁粉4份、鉀長石粉3份、硅化鈦4份。
[0008]所述粉料由以下重量份配比的原料組成:鎂粉71份、鐵粉13份、碳化硅粉9份、硫化錳粉7份、鋯剛玉粉10份、石墨粉17份、電熔陶粒砂10份、玻璃纖維6份、錫粉14份、硫化銅8份、鈷粉8份、氧化鋁粉8份、鉀長石粉7份、硅化鈦9份。
[0009]所述粉料由以下重量份配比的原料組成:鎂粉68份、鐵粉11份、碳化硅粉7份、硫化錳粉6份、鋯剛玉粉8份、石墨粉15份、電熔陶粒砂7份、玻璃纖維5份、錫粉12份、硫化銅6份、鈷粉6份、氧化鋁粉6份、鉀長石粉5份、硅化鈦7份。
[0010]本發(fā)明具有以下有益效果:通過對(duì)材料成分的調(diào)整和優(yōu)化，本發(fā)明提供鎂合金材料具有較好強(qiáng)、硬度，和高溫?zé)岱€(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)；且原料易得、加工成本低，制備工藝簡單、參數(shù)易控，生產(chǎn)過程安全環(huán)保，適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1
一種耐高溫鎂合金材料的制備方法，該方法包括以下制備步驟:
A、混合:將粉料置于混料裝置內(nèi)，利用壓力為0.SMPa的高壓氣體將上述粉末吹起，3-5分鐘后停止通入高壓氣體，各粉末共同沉積并均勻混合；B、壓制:將混合均勻的粉料置于模具中，在710?720MPa壓力下壓制成型并得到壓坯，壓力為4?6T/cm2; C、燒結(jié):將壓坯置于網(wǎng)帶燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，在保護(hù)氣氛中燒結(jié)，燒結(jié)過程中壓力為5兆帕，壓坯首先經(jīng)過780 V的預(yù)熱帶，預(yù)熱時(shí)間為20分鐘，然后進(jìn)入1210-1230°C的燒結(jié)帶，保溫2h，最后以40°C/分鐘將加壓燒結(jié)后的產(chǎn)物從燒結(jié)溫度降溫至室溫，得到燒結(jié)體；D、整形:將燒結(jié)體壓制整形并得到壓件；E、浸油:將壓件在真空度為負(fù)一個(gè)大氣壓下浸入潤滑油中進(jìn)行浸油處理，浸油時(shí)間為30分鐘。
[0012]保護(hù)氣氛為氫氣或氮?dú)狻?br>[0013]粉料由以下重量份配比的原料組成:鎂粉63份、鐵粉9份、碳化硅粉5份、硫化錳粉5份、鋯剛玉粉6份、石墨粉13份、電熔陶粒砂5份、玻璃纖維3份、錫粉10份、硫化銅4份、鈷粉4份、氧化鋁粉4份、鉀長石粉3份、硅化鈦4份。
[0014]實(shí)施例2
一種耐高溫鎂合金材料的制備方法，該方法包括以下制備步驟:
A、混合:將粉料置于混料裝置內(nèi)，利用壓力為0.SMPa的高壓氣體將上述粉末吹起，3-5分鐘后停止通入高壓氣體，各粉末共同沉積并均勻混合；B、壓制:將混合均勻的粉料置于模具中，在710?720MPa壓力下壓制成型并得到壓坯，壓力為4?6T/cm2; C、燒結(jié):將壓坯置于網(wǎng)帶燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，在保護(hù)氣氛中燒結(jié)，燒結(jié)過程中壓力為5兆帕，壓坯首先經(jīng)過780 V的預(yù)熱帶，預(yù)熱時(shí)間為20分鐘，然后進(jìn)入1210-1230°C的燒結(jié)帶，保溫2h，最后以40°C/分鐘將加壓燒結(jié)后的產(chǎn)物從燒結(jié)溫度降溫至室溫，得到燒結(jié)體；D、整形:將燒結(jié)體壓制整形并得到壓件；E、浸油:將壓件在真空度為負(fù)一個(gè)大氣壓下浸入潤滑油中進(jìn)行浸油處理，浸油時(shí)間為30分鐘。
[0015]保護(hù)氣氛為氫氣或氮?dú)狻?br>[0016]粉料由以下重量份配比的原料組成:鎂粉71份、鐵粉13份、碳化硅粉9份、硫化錳粉7份、鋯剛玉粉10份、石墨粉17份、電熔陶粒砂10份、玻璃纖維6份、錫粉14份、硫化銅8份、鈷粉8份、氧化鋁粉8份、鉀長石粉7份、硅化鈦9份。
[0017]實(shí)施例3
一種耐高溫鎂合金材料的制備方法，該方法包括以下制備步驟:
A、混合:將粉料置于混料裝置內(nèi)，利用壓力為0.SMPa的高壓氣體將上述粉末吹起，3-5分鐘后停止通入高壓氣體，各粉末共同沉積并均勻混合；B、壓制:將混合均勻的粉料置于模具中，在710?720MPa壓力下壓制成型并得到壓坯，壓力為4?6T/cm2; C、燒結(jié):將壓坯置于網(wǎng)帶燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，在保護(hù)氣氛中燒結(jié)，燒結(jié)過程中壓力為5兆帕，壓坯首先經(jīng)過780 V的預(yù)熱帶，預(yù)熱時(shí)間為20分鐘，然后進(jìn)入1210-1230°C的燒結(jié)帶，保溫2h，最后以40°C/分鐘將加壓燒結(jié)后的產(chǎn)物從燒結(jié)溫度降溫至室溫，得到燒結(jié)體；D、整形:將燒結(jié)體壓制整形并得到壓件；E、浸油:將壓件在真空度為負(fù)一個(gè)大氣壓下浸入潤滑油中進(jìn)行浸油處理，浸油時(shí)間為30分鐘。
[0018]保護(hù)氣氛為氫氣或氮?dú)狻?br>[0019]粉料由以下重量份配比的原料組成:鎂粉68份、鐵粉11份、碳化硅粉7份、硫化錳粉6份、鋯剛玉粉8份、石墨粉15份、電熔陶粒砂7份、玻璃纖維5份、錫粉12份、硫化銅6份、鈷粉6份、氧化鋁粉6份、鉀長石粉5份、硅化鈦7份。
[0020]經(jīng)過檢測，實(shí)施例1-3的產(chǎn)品的硬度達(dá)到76.0?79.0HRC, 980°C /350MPa下持久壽命>90h，生產(chǎn)成本降低40%以上。本發(fā)明的合金具有較好的力學(xué)性能，其中沖擊韌性達(dá)到18?19J/cm2，抗拉強(qiáng)度達(dá)到1020?1080MPao
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐高溫鎂合金材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下制備步驟: A、混合:將粉料置于混料裝置內(nèi)，利用壓力為0.SMPa的高壓氣體將上述粉末吹起，3-5分鐘后停止通入高壓氣體，各粉末共同沉積并均勻混合；B、壓制:將混合均勻的粉料置于模具中，在710?720MPa壓力下壓制成型并得到壓坯，壓力為4?6T/cm2; C、燒結(jié):將壓坯置于網(wǎng)帶燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，在保護(hù)氣氛中燒結(jié)，燒結(jié)過程中壓力為5兆帕，壓坯首先經(jīng)過780 V的預(yù)熱帶，預(yù)熱時(shí)間為20分鐘，然后進(jìn)入1210-1230°C的燒結(jié)帶，保溫2h，最后以40°C/分鐘將加壓燒結(jié)后的產(chǎn)物從燒結(jié)溫度降溫至室溫，得到燒結(jié)體；D、整形:將燒結(jié)體壓制整形并得到壓件；E、浸油:將壓件在真空度為負(fù)一個(gè)大氣壓下浸入潤滑油中進(jìn)行浸油處理，浸油時(shí)間為30分鐘。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫鎂合金材料的制備方法，其特征在于:所述保護(hù)氣氛為氫氣或氮?dú)狻?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫鎂合金材料的制備方法，其特征在于:所述粉料由以下重量份配比的原料組成:鎂粉63-71份、鐵粉9-13份、碳化硅粉5-9份、硫化錳粉5_7份、鋯剛玉粉6-10份、石墨粉13-17份、電熔陶粒砂5-10份、玻璃纖維3_6份、錫粉10-14份、硫化銅4_8份、鈷粉4_8份、氧化招粉4_8份、鉀長石粉3_7份、娃化欽4-9份。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐高溫鎂合金材料的制備方法，其特征在于:所述粉料由以下重量份配比的原料組成:鎂粉63份、鐵粉9份、碳化硅粉5份、硫化錳粉5份、鋯剛玉粉6份、石墨粉13份、電熔陶粒砂5份、玻璃纖維3份、錫粉10份、硫化銅4份、鈷粉4份、氧化鋁粉4份、鉀長石粉3份、硅化鈦4份。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐高溫鎂合金材料的制備方法，其特征在于:所述粉料由以下重量份配比的原料組成:鎂粉71份、鐵粉13份、碳化硅粉9份、硫化錳粉7份、鋯剛玉粉10份、石墨粉17份、電熔陶粒砂10份、玻璃纖維6份、錫粉14份、硫化銅8份、鈷粉8份、氧化鋁粉8份、鉀長石粉7份、硅化鈦9份。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐高溫鎂合金材料的制備方法，其特征在于:所述粉料由以下重量份配比的原料組成:鎂粉68份、鐵粉11份、碳化硅粉7份、硫化錳粉6份、鋯剛玉粉8份、石墨粉15份、電熔陶粒砂7份、玻璃纖維5份、錫粉12份、硫化銅6份、鈷粉6份、氧化鋁粉6份、鉀長石粉5份、硅化鈦7份。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高溫鎂合金材料的制備方法。該材料由以下重量份配比的粉料制成：鎂粉63-71份、鐵粉9-13份、碳化硅粉5-9份、硫化錳粉5-7份、鋯剛玉粉6-10份、石墨粉13-17份、電熔陶粒砂5-10份、玻璃纖維3-6份、錫粉10-14份、硫化銅4-8份、鈷粉4-8份、氧化鋁粉4-8份、鉀長石粉3-7份、硅化鈦4-9份。其制備方法包括：混合、壓制、燒結(jié)、整形和浸油處理。通過對(duì)材料成分的調(diào)整和優(yōu)化，本發(fā)明提供耐高溫鎂合金材料具有較好強(qiáng)、硬度，和高溫?zé)岱€(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)；且原料易得、加工成本低，制備工藝簡單、參數(shù)易控，生產(chǎn)過程安全環(huán)保，適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C22C1/05, C22C23/00, C22C32/00
【公開號(hào)】CN105154704
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510543284
【發(fā)明人】劉莉, 王爽, 邱晶, 劉曉東, 黃明明
【申請(qǐng)人】蘇州萊特復(fù)合材料有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年8月31日