一種用于鑄造汽車零部件的納米石墨改性的Mg-Al-Zn系鎂合金材料及其制備方法
【專利摘要】本發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石墨改性的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Ti、Sr以及納米化的銅等元素，能有效的改善復合材料的組織結構，提高力學性能，降低元素的不良影響，而以聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液作為分散介質處理后的納米石墨粉在后續的熔煉過程中與其它金屬元素混合的也更為充分，較之直接摻混的方法更為高效，制備的鎂合金晶粒細小，結構緊致，綜合力學性能佳，自潤滑性好，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。
【專利說明】
一種用于鑄造汽車零部件的納米石墨改性的Mg-A 1-Zn系鏌合金材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發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石墨改性的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點，雖然鎂合金材料具備這些優點，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、不耐環境腐蝕;高性能鎂合金生產成本較高。[00〇3]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-Zn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良的合金材料。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術的缺陷，本發明提供一種用于鑄造汽車零部件的納米石墨改性的Mg-Al-Zn系鎂合金材料及其制備方法，為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下:一種用于鑄造汽車零部件的納米石墨改性的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5-8wt.%、Zn粉2-3 wt.%、Ca粉0.1-0.2 界1:.%、1';[粉0.1-0.2￥1:.%、31'粉1-1.5￥1:.%、納米銅粉0.5-0.6￥1:.%、納米石墨粉1-2 wt.%、聚乙稀卩比略燒酮0.01-0.02 wt.%、無水乙醇適量、雜質元素< 0.01 wt.%、余量為Mg 粉。
[0005]所述的一種用于鑄造汽車零部件的納米石墨改性的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，隨后投入納米石墨粉，高速攪拌分散使得納米石墨粉在溶液中完全分散均勻，隨后投入Mg粉，繼續攪拌分散20_30min后將混合衆料投入球磨機中研磨攪拌40-50min，最后將所得衆料經干燥處理，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:本發明制備了 Mg-Al-Zn系高耐熱合金，并在其中摻混了 T1、Sr以及納米化的銅等元素，能有效的改善復合材料的組織結構，提高力學性能，降低元素的不良影響， 此外，以聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液作為介質，將納米石墨粉分散于其中，再將其與Mg粉混合研磨，使得納米石墨粉均勻包裹分散于Mg粉中，在后續的熔煉過程中與其它金屬元素混合的也更為充分，較之直接摻混的方法更為高效，制備的鎂合金晶粒細小，結構緊致，綜合力學性能佳，自潤滑性好，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[00〇7]本實施例的鎂合金材料由以下重量份的原料制成:A1粉6wt.%、Zn粉2wt.%、Ca粉 0.1wt.%、Ti粉 0.1wt.%、Sr粉 1.2wt.%、納米銅粉0.5 wt.%、納米石墨粉 1.5 wt.%、聚乙稀啦略燒酮〇.〇1被.％、無水乙醇適量、雜質元素<0.01￥1:.%、余量為1%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，隨后投入納米石墨粉，高速攪拌分散使得納米石墨粉在溶液中完全分散均勻，隨后投入Mg粉，繼續攪拌分散20min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715°C進行熔煉處理，待物料完全熔融后保溫放置20min，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:316MPa， 延伸率:12.3%，硬度:132狀，200°(:條件下抗拉強度達到3021^，延伸率為9.5%，且耐磨性較同種類的普通鎂合金提高58.2%。
【主權項】
1.一種用于鑄造汽車零部件的納米石墨改性的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5-8wt.%、Zn粉2-3 wt.%、Ca粉0.1-0.2 wt.%、Ti粉 0.1-0.2 wt.%、Sr粉 l_1.5wt.%、納米銅粉0.5-0.6 wt.%、納米石墨粉 1-2 wt.%、聚乙稀卩比略燒酮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石墨改性的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 投入納米石墨粉，高速攪拌分散使得納米石墨粉在溶液中完全分散均勻，隨后投入Mg粉，繼 續攪拌分散20_30min后將混合衆料投入球磨機中研磨攪拌40-50min，最后將所得衆料經干 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。
【文檔編號】C22C1/02GK105986155SQ201610009179
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年1月6日
【發明人】王進
【申請人】安徽祈艾特電子科技股份有限公司