金、不銹鋼等常用工程材料都高(一般在3(MN* M/Kg以下）。可以應(yīng)用于汽車輕量化工程、航天航空工程等領(lǐng)域。鎂合金的平均晶粒在100納 米以下。
[0018]【具體實施方式】 下面通過實施例詳細描述本發(fā)明的制備方法，但不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0019] 實施例1 (1) 準備原料:準備99.9%以上的高純鎂與高純鋅，以及平均粒徑為78納米的納米氧化 錯； (2) 熔煉合金：將高純鎂與鋅按照4:1的原子比例配料，在⑶2與SF6的混合氣體中熔 煉，其中C02與SF6體積比是80:1;熔煉過程中加入占合金質(zhì)量分數(shù)5%的納米氧化鋁，保持溫 度在700 °C，采用超聲的方法進行分散； (3) 對合金錠進行緩慢冷卻，冷卻速度每秒0.4k;在冷卻的過程中保持抽真空狀態(tài)，真 空度5torr; (4) 冷卻后，將合金錠加工成圓盤狀； (5) 將步驟（4)處理的粗晶合金圓盤放入上、下兩個壓砧中的凹槽形成的空間內(nèi)，對 合金施加5GPa高壓，并以每分鐘2轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)壓砧以扭轉(zhuǎn)合金圓盤，使之發(fā)生扭曲形變， 一共旋轉(zhuǎn)3圈。
[0020] 實施例2 (1) 準備原料:準備99.9%以上的高純鎂與高純鋅，以及平均粒徑為85納米的納米氧化 錯； (2) 熔煉合金：將高純鎂與鋅按照3 :1的原子比例配料，在⑶2與SF6的混合氣體中熔 煉，其中C02與SF6體積比是50:1;熔煉過程中加入占合金質(zhì)量分數(shù)3%的納米氧化鋁，保持溫 度在700 °C，采用超聲的方法進行分散； (3) 對合金錠進行緩慢冷卻，冷卻速度每秒0.2k;在冷卻的過程中保持抽真空狀態(tài)，真 空度低于4torr; (4) 冷卻后，將合金錠加工成圓盤狀； (5) 將步驟（4)處理的粗晶合金圓盤放入上、下兩個壓砧中的凹槽形成的空間內(nèi)，對 合金施加1.5GPa高壓，并以每分鐘3轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)壓砧以扭轉(zhuǎn)合金圓盤，使之發(fā)生扭曲形 變，一共旋轉(zhuǎn)10圈。
[0021] 實施例3 (1) 準備原料:準備99.9%以上的高純鎂與高純鋅，以及平均粒徑為68納米的納米氧化 錯； (2) 熔煉合金：將高純鎂與鋅按照3.5:1的原子比例配料，在C02與SF6的混合氣體中熔 煉，其中C0 2與SF6體積比是50:1;熔煉過程中加入占合金質(zhì)量分數(shù)1.8%的納米氧化鋁，保持 溫度在700 °C，采用超聲的方法進行分散； (3) 對合金錠進行緩慢冷卻，冷卻速度每秒0.5k;在冷卻的過程中保持抽真空狀態(tài)，真 空度3torr; (4) 冷卻后，將合金錠加工成圓盤狀； (5) 將步驟（4)處理的粗晶合金圓盤放入上、下兩個壓砧中的凹槽形成的空間內(nèi)，對 合金施加1.5GPa高壓，并以每分鐘2轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)壓砧以扭轉(zhuǎn)合金圓盤，使之發(fā)生扭曲形 變，一共旋轉(zhuǎn)20圈。
[0022] 實施例4 (1) 準備原料:準備99.9%以上的高純鎂與高純鋅，以及平均粒徑為85納米的納米氧化 錯； (2) 熔煉合金：將高純鎂與鋅按照6 :1的原子比例配料，在⑶2與SF6的混合氣體中熔 煉，其中C02與SF6體積比是80:1;熔煉過程中加入占合金質(zhì)量分數(shù)1.5%的納米氧化鋁，保持 溫度在700 °C，采用超聲的方法進行分散； (3) 對合金錠進行緩慢冷卻，冷卻速度每秒0.3k;在冷卻的過程中保持抽真空狀態(tài)，真 空度3torr; (4) 冷卻后，將合金錠加工成圓盤狀； (5) 將步驟（4)處理的粗晶合金圓盤放入上、下兩個壓砧中的凹槽形成的空間內(nèi)，對 合金施加2GPa高壓，并以每分鐘2轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)壓砧以扭轉(zhuǎn)合金圓盤，使之發(fā)生扭曲形變， 一共旋轉(zhuǎn)20圈。
[0023] 實施例5 (1) 準備原料:準備99.9%以上的高純鎂與高純鋅，以及平均粒徑為92納米的納米氧化 錯； (2) 熔煉合金：將高純鎂與鋅按照5 :1的原子比例配料，在⑶2與SF6的混合氣體中熔 煉，其中C02與SF6體積比是100:1;熔煉過程中加入占合金質(zhì)量分數(shù)3%的納米氧化鋁，保持 溫度在700 °C，采用超聲的方法進行分散； (3) 對合金錠進行緩慢冷卻，冷卻速度每秒0.2k;在冷卻的過程中保持抽真空狀態(tài)，真 空度4torr; (4) 冷卻后，將合金錠加工成圓盤狀； (5) 將步驟（4)處理的粗晶合金圓盤放入上、下兩個壓砧中的凹槽形成的空間內(nèi)，對 合金施加5GPa高壓，并以每分鐘5轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)壓砧以扭轉(zhuǎn)合金圓盤，使之發(fā)生扭曲形變， 一共旋轉(zhuǎn)8圈。
[0024] 性能檢測：采用室溫拉伸法測量得到各實施例制備的合金的彈性模量;采用透射 電鐿分析，得到合金的晶粒官徑：結(jié)果如下表：
從上表可以看到，采用本發(fā)明，做制備的鏷合金的彈性模量在50MN*M/Kg以上，高于現(xiàn) 有技術(shù)水平。
[0025] 以上所述僅是本發(fā)明實施方式的一些例子，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種超高模量的鎂合金，其特征在于:該鎂合金由鎂、鋅元素以及納米氧化鋁構(gòu)成； 鎂鋅的原子比例在3:1至1.5:1之間;氧化鋁的平均直徑在100納米以下，鎂合金的平均晶粒 在100納米以下，合金的彈性模量在50MN*M/Kg以上。2. 如權(quán)利要求1所述的鎂合金，其制造方法包含以下步驟： (1)準備原料:準備純度99.9%以上的高純鎂與高純鋅，以及平均粒徑為100納米以下的 納米氧化錯； (2 )熔煉合金：將高純鎂與鋅按照一定的原子比例配料，在保護氣氛中熔煉，熔煉過程 中加入納米氧化鋁，保持溫度在700 ° C，采用超聲的方法進行分散； (3) 對合金錠進行緩慢冷卻，在冷卻的過程中保持抽真空狀態(tài)，真空度低于5torr; (4) 冷卻后，將合金錠加工成圓盤狀； (5) 將步驟（4)處理的粗晶合金圓盤放入上、下兩個壓砧中的凹槽形成的空間內(nèi)，對 合金施加高壓，并旋轉(zhuǎn)壓砧以扭轉(zhuǎn)合金圓盤，使之發(fā)生扭曲形變。3. 如權(quán)利要求2所述的鎂合金的制備方法，其特征在于:保護氣體為C02與SF6的混合氣 體。4. 如權(quán)利要求2所述的鎂合金的制備方法，其特征在于:冷卻速度小于每秒0.5k。5. 如權(quán)利要求2所述的鎂合金的制備方法，其特征在于:合金承受的壓力為1.5-5GPa， 旋轉(zhuǎn)速度每分鐘2~5轉(zhuǎn)。6. 如權(quán)利要求2所述的鎂合金的制備方法，其特征在于:步驟(2)中鎂與鋅的原子比例 為 3~6:1〇
【專利摘要】本發(fā)明采用在鎂合金中摻入納米氧化鋁，得到了一種超高模量的鎂合金。該鎂合金由鎂、鋅元素以及納米氧化鋁構(gòu)成；鎂鋅的原子比例在3:1至1.5:1之間；氧化鋁的平均直徑在100納米以下，鎂合金的平均晶粒在100納米以下，合金的彈性模量可達50MN*M/Kg以上。該鎂合金通過熔煉、摻入納米顆粒并分散、冷卻、扭曲變形等步驟制備。
【IPC分類】C22C32/00, C22F1/16, C22C1/10, C22C18/00, C22C23/04, C22F1/06
【公開號】CN105624502
【申請?zhí)枴緾N201610026101
【發(fā)明人】何枇林, 李德輝, 朱浩
【申請人】佛山市領(lǐng)卓科技有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月15日