一種用于鑄造汽車零部件的納米碳化鉻改性的Mg-Al-Mn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碳化鉻改性的Mg-Al-Mn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，現有的問題主要集中在生產成本較高、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，改善單一的生產方式，獲得綜合性能更為優(yōu)良的合金材料。

【發(fā)明內容】

[0004]為了克服現有技術的缺陷，本發(fā)明提供一種用于鑄造汽車零部件的納米碳化鉻改性的Mg-Al-Mn系鎂合金材料及其制備方法，為了實現上述目的，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碳化鉻改性的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5-6wt.%、Mn粉2-2.5 wt.%、Ca粉1_2wt.%、W粉0.1-0.2 wt.%、Bi粉0.01-0.02 wt.%、納米碳化鉻1-2 wt.%、聚乙烯吡咯烷酮0.01-0.02 wt.%、無水乙醇適量、雜質元素< 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碳化鉻改性的Mg-Al-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，隨后投入納米碳化鉻，高速攪拌分散使得納米碳化鉻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-Mn系鎂合金，并在其中摻混了 W、Bi等元素，能進一步提高合金材料的硬度和導熱散熱性，改善加工性能，此外，以聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液作為介質，將納米碳化鉻分散于其中，再將其與Mg粉混合研磨，從而將納米碳化鉻均勻包裹分散于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，較之傳統(tǒng)的直接摻混方面改性作用更為高效，制備的鎂合金材料硬度大大提高，低溫韌性佳，耐磨耐蝕，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5.5wt.%、Μη粉2wt.%、Ca粉1.5wt.%、ff粉0.lwt.%、Bi粉0.01 wt.%、納米碳化鉻1.5 wt.%、聚乙烯吡咯烷酮0.0lwt.%、無水乙醇適量、雜質元素< 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，隨后投入納米碳化鉻，高速攪拌分散使得納米碳化鉻在溶液中完全分散均勻，隨后投入Mg粉，繼續(xù)攪拌分散25min后將混合楽料投入球磨機中研磨攪拌40min，最后將所得楽料經干燥處理，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1.2:1 ;
(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735°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:321MPa，延伸率:11.4%，硬度:132HV，200°C條件下抗拉強度達到290MPa，延伸率為9.4%，且耐磨性較同種類的普通鎂合金提高57.5%。
【主權項】
1.一種用于鑄造汽車零部件的納米碳化鉻改性的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5-6wt.%、Μη粉2-2.5 wt.%、Ca粉1-2 wt.%、W 粉 0.1-0.2 wt.%、Bi 粉 0.01-0.02 wt.%、納米碳化鉻 1-2 wt.%、聚乙烯吡咯燒酮0.01-0.02 wt.%、無水乙醇適量、雜質元素< 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碳化鉻改性的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，隨后投入納米碳化鉻，高速攪拌分散使得納米碳化鉻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碳化鉻改性的Mg-Al-Mn系鎂合金材料及其制備方法，該材料屬于Mg-Al-Mn系鎂合金,并在其中摻混了W、Bi等元素，能進一步提高合金材料的硬度和導熱散熱性，改善加工性能，此外，以聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液作為介質，將納米碳化鉻分散于其中，再將其與Mg粉混合研磨，從而將納米碳化鉻均勻包裹分散于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，較之傳統(tǒng)的直接摻混方面改性作用更為高效，制備的鎂合金材料硬度大大提高，低溫韌性佳，耐磨耐蝕，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, C22C32/00
【公開號】CN105385916
【申請?zhí)枴緾N201510833827
【發(fā)明人】張符斌
【申請人】張符斌
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年11月25日