一種用于鑄造汽車零部件的納米ZnO改性的Mg-Al-Zn系鎂合金材料及其制備方法
【專利說明】 一種用于鑄造汽車零部件的納米ZnO改性的Mg-A 1-Zn系鎂
合金材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及鎂合金材料制備技術領域，具體涉及一種用于鑄造汽車零部件的納米ZnO改性的Mg-Al-Zn系鎂合金材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]鎂合金材料在汽車零部件制造領域應用較為廣泛，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-Al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)有技術的缺陷，本發(fā)明提供一種用于鑄造汽車零部件的納米ZnO改性的Mg-Al-Zn系鎂合金材料及其制備方法，為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下:
一種用于鑄造汽車零部件的納米ZnO改性的Mg-Al-Zn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4-5wt.%、Zn粉l_3wt.%、Si粉0.01-0.02wt.%、Sn粉l_2wt.%、納米ZnO 1-2 wt.%、聚乙稀P比略燒酮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納米ZnO改性的Mg-Al-Zn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，隨后投入納米ZnO，高速攪拌分散使得納米ZnO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)明制備了 Mg-Al-Zn系高耐熱合金，并在其中摻混了 S1、Sn兩種元素，能進一步提高合金材料的耐熱性，復合材料的力學性能得到改善，此外，以聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液作為介質(zhì)，將納米ZnO分散于其中，再將其與Mg粉混合研磨，使納米ZnO均勻包裹分散于Mg粉上，在后續(xù)的熔煉過程中納米粉體與其它金屬元素混合的也更為充分，從而達到高效穩(wěn)定的細化晶粒效果，制備的鎂合金材料高強輕質(zhì)，耐熱耐蝕，以此材料制備的汽車零部件加工性能和使用性能均得到改善。
【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.%、Zn粉2wt.%、Si粉0.0lwt.%、Sn粉1.5wt.%、納米ZnO 1.5wt.%、聚乙稀卩比略燒酮0.0lwt.%、無水乙醇適量、雜質(zhì)元素彡0.0lwt.%、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，隨后投入納米ZnO，高速攪拌分散使得納米ZnO在溶液中完全分散均勻，隨后投入Mg粉，繼續(xù)攪拌分散25min后將混合漿料投入球磨機中研磨攪拌40min，最后將所得漿料經(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 ;
(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725°C進行熔煉處理，待物料完全熔融后保溫放置25min，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果為:常溫下的抗拉強度:298MPa，延伸率:10.8%，硬度:126HV，200°C條件下抗拉強度達到275MPa，延伸率為8.2%，且耐磨性較同種類的普通鎂合金提高50%。
【主權項】
1.一種用于鑄造汽車零部件的納米ZnO改性的Mg-Al-Zn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4-5wt.%、Zn粉l_3wt.%、Si粉0.01-0.02 wt.%、Sn 粉 l_2wt.%、納米 ZnO 1-2 wt.%、聚乙烯吡咯烷酉同 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.如權利要求1所述的一種用于鑄造汽車零部件的納米ZnO改性的Mg-Al-Zn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，隨后投入納米ZnO，高速攪拌分散使得納米ZnO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領域，具體涉及一種用于鑄造汽車零部件的納米ZnO改性的Mg-Al-Zn系鎂合金材料及其制備方法，該材料屬于Mg-Al-Zn系高耐熱合金,并在其中摻混了Si、Sn兩種元素，能進一步提高合金材料的耐熱性，復合材料的力學性能得到改善，此外，以聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液作為介質(zhì)，將納米ZnO分散于其中，再將其與Mg粉混合研磨，使納米ZnO均勻包裹分散于Mg粉上，在后續(xù)的熔煉過程中納米粉體與其它金屬元素混合的也更為充分，從而達到高效穩(wěn)定的細化晶粒效果，制備的鎂合金材料高強輕質(zhì)，耐熱耐蝕，以此材料制備的汽車零部件加工性能和使用性能均得到改善。
【IPC分類】C22C23/02, C22C1/02, C22C1/10
【公開號】CN105369096
【申請?zhí)枴緾N201510651488
【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3月2日
【申請日】2015年10月9日