一種用于鑄造汽車零部件的碳納米管改性的Mg-Al-Mn系鎂合金材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鎂合金材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鑄造汽車零部件的碳納米管改性的Mg-A1-Mn系鎂合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂合金材料在汽車零部件制造領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，市場需求量也逐步攀升，鎂合金材料具有質(zhì)量密度小、減振性能好、比強度和比剛度高、熔點低、鑄造性能好、更利用汽車輕量化等優(yōu)點，雖然鎂合金材料具備這些優(yōu)點，但是目前鎂合金材料在汽車中的應(yīng)用還十分有限，導致這一現(xiàn)象的原因主要有:鎂合金存在高溫蠕變性差、不耐環(huán)境腐蝕；高性能鎂合金生產(chǎn)成本較高。
[0003]目前鎂合金的種類主要有Mg-Al-Zn系高韌性合金、Mg_Al系耐熱合金、Mg-Ζη系耐熱合金以及Mg-Zn-RE、Mg-RE等幾種，其中Mg-ΑΙ系耐熱合金種類最多，加入不同的元素配比可以獲得不同性能特性的Mg-Al系列合金，這些合金材料固然存在其獨有的優(yōu)勢，也存在一些缺陷，現(xiàn)有的問題主要集中在生產(chǎn)成本較高、材料利用率低等方面，在實際應(yīng)用仍受到限制，因此，未來的研究方面主要集中在用部分其他元素代替稀土元素，以降低生產(chǎn)成本以及更高效的綜合各元素的強化作用，抑制單一元素的不良影響，改善單一的生產(chǎn)方式，獲得綜合性能更為優(yōu)良的合金材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種用于鑄造汽車零部件的碳納米管改性的Mg-A1-Mn系鎂合金材料及其制備方法，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種用于鑄造汽車零部件的碳納米管改性的Mg-A1-Mn系鎂合金材料，其特征在于，該鎂合金材料由以下重量百分比的原料制成:A1粉3-5 wt.%、Μη粉1_2 wt.%、B粉0.1-0.2wt.%、Sr 粉 1-1.5wt.%、碳納米管 l_2wt.%、聚乙烯吡咯烷酮 0.01-0.02 wt.%、無水乙醇適量、雜質(zhì)元素彡0.01 wt.%、余量為Mg粉。
[0005]所述的一種用于鑄造汽車零部件的碳納米管改性的Mg-A1-Mn系鎂合金材料的制備方法為:
(1)先將聚乙烯吡咯烷酮投入適量無水乙醇中，配制成聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇，隨后投入碳納米管，高速攪拌分散使得碳納米管在溶液中完全分散均勻，隨后投入Mg粉，繼續(xù)攪拌分散20-30min后將混合楽料投入球磨機中研磨攪拌40_50min，最后將所得楽料經(jīng)干燥處理，完全除去無水乙醇，所得混合粉體備用，其中無水乙醇與Mg粉的體積比為1-1.5:1 ；
(2)將步驟(1)制備得到的混合粉體與其它剩余物料混合，充分攪拌混合均勻后投入電阻爐中，在保護氣體氛圍下邊攪拌邊加熱至700-750°C進行熔煉處理，待物料完全熔融后保溫放置20-30min，最后將所得熔體澆注壓制成型，即得。
[0006]有益效果:本發(fā)明制備的Mg-A1-Mn系高耐熱合金中摻混了微量的B、Sr兩種元素，有明顯的細化合金晶粒，進一步提高合金材料的耐熱、耐蝕性能，此外，以聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液作為介質(zhì)，將碳納米管分散于其中，再將Mg粉投入分散液中混合研磨，將碳納米管均勻包裹分散于Mg粉中，在后續(xù)的熔煉過程中與其它金屬元素混合的也更為充分，達到更加優(yōu)良的改性效果，較傳統(tǒng)的攪拌加入法更為高效，制備的鎂合金材料力學增強效果明顯，以此材料制備的汽車零部件加工性能和使用性能均得到有效改善，制備過程中用到的無水乙醇也可再回收利用，避免污染。
【具體實施方式】
實施例
[0007]本實施例的鎂合金材料由以下重量份的原料制成:A1粉5wt.%、Mn粉2 wt.%、B粉
0.lwt.%、Sr粉1.0wt.%、碳納米管1.5wt.%、聚乙稀卩比略燒酮0.02 wt.%、無水乙醇適量、雜質(zhì)元素彡0.01 wt.%、余量為Mg粉。
[0008]其制備方法為:
(1)先將聚乙烯吡咯烷酮投入適量無水乙醇中，配制成聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇，隨后投入碳納米管，高速攪拌分散使得碳納米管在溶液中完全分散均勻，隨后投入Mg粉，繼續(xù)攪拌分散30min后將混合楽料投入球磨機中研磨攪拌50min，最后將所得楽料經(jīng)干燥處理，完全除去無水乙醇，所得混合粉體備用，其中無水乙醇與Mg粉的體積比為1.5:1 ;
(2)將步驟(1)制備得到的混合粉體與其它剩余物料混合，充分攪拌混合均勻后投入電阻爐中，在保護氣體氛圍下邊攪拌邊加熱至715°C進行熔煉處理，待物料完全熔融后保溫放置30min，最后將所得熔體澆注壓制成型，即得。
[0009]本實施例制得的鎂合金取試樣進行性能測試結(jié)果為:常溫下的抗拉強度:324MPa，延伸率:13.5%，硬度:135HV，200°C條件下抗拉強度達到298MPa，延伸率為10.2%，且耐磨性較同種類的普通鎂合金提高65%。
【主權(quán)項】
1.一種用于鑄造汽車零部件的碳納米管改性的Mg-Al-Mn系鎂合金材料，其特征在于，該鎂合金材料由以下重量百分比的原料制成:A1粉3-5 wt.%、Μη粉1_2 wt.%、B粉0.1-0.2wt.%、Sr 粉 1-1.5wt.%、碳納米管 l_2wt.%、聚乙烯吡咯烷酮 0.01-0.02 wt.%、無水乙醇適量、雜質(zhì)元素彡0.01 wt.%、余量為Mg粉。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于鑄造汽車零部件的碳納米管改性的Mg-Al-Mn系鎂合金材料的制備方法，其特征在于，所述的制備方法為: (1)先將聚乙烯吡咯烷酮投入適量無水乙醇中，配制成聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇，隨后投入碳納米管，高速攪拌分散使得碳納米管在溶液中完全分散均勻，隨后投入Mg粉，繼續(xù)攪拌分散20-30min后將混合楽料投入球磨機中研磨攪拌40_50min，最后將所得楽料經(jīng)干燥處理，完全除去無水乙醇，所得混合粉體備用，其中無水乙醇與Mg粉的體積比為1-1.5:1 ； (2)將步驟(1)制備得到的混合粉體與其它剩余物料混合，充分攪拌混合均勻后投入電阻爐中，在保護氣體氛圍下邊攪拌邊加熱至700-750°C進行熔煉處理，待物料完全熔融后保溫放置20-30min，最后將所得熔體澆注壓制成型，即得。
【專利摘要】本發(fā)明涉及鎂合金制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鑄造汽車零部件的碳納米管改性的Mg-Al-Mn系鎂合金材料及其制備方法，該材料屬于Mg-Al-Mn系高耐熱合金，其中摻混了微量的B、Sr兩種元素，有明顯的細化合金晶粒功效，此外，以聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液作為介質(zhì)，將碳納米管分散于其中，再將Mg粉投入分散液中混合研磨，將碳納米管均勻包裹分散于Mg粉中，在后續(xù)的熔煉過程中與其它金屬元素混合的也更為充分，達到更加優(yōu)良的改性效果，較傳統(tǒng)的攪拌加入法更為高效，制備的鎂合金材料力學增強效果明顯，以此材料制備的汽車零部件加工性能和使用性能均得到有效改善，制備過程中用到的無水乙醇也可再回收利用，避免污染。
【IPC分類】C22C1/02, C22C23/02
【公開號】CN105296773
【申請?zhí)枴緾N201510651497
【發(fā)明人】徐樂高, 焦培峰, 徐大兵
【申請人】天長市興宇鑄造有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月9日