一种碳化物改性的镁合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种碳化物改性的镁合金材料及其制备方法，由以下重量百分比的原料组成：碳化物1‑3％、铝粉5‑12％、铬粉1‑2％、钼粉2‑3％、钨粉0.2‑0.3％、聚乙烯吡咯烷酮0.01‑0.02％、余量为镁粉和无水乙醇，其中无水乙醇和镁粉的质量比0.5‑0.8:1。本发明专利技术以聚乙烯吡咯烷酮无水乙醇溶液作为介质，将纳米级碳化物分散于其中，再与镁粉混合研磨，从而将纳米碳化铬均匀包裹分散于镁粉中，在后续的熔炼过程中与其它金属元素混合的也更为充分，较之传统的直接掺混方面改性作用更为高效。本发明专利技术的纳米级碳化物材料由碳化硅、碳化铬、碳化钛三种材料组成，使得制备的镁合金硬度大大提高，低温韧性更佳，耐磨耐腐蚀性能更好。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化物改性的镁合金材料及其制备方法
本专利技术涉及合金材料，特别是涉及一种碳化物改性的镁合金材料及其制备方法。
技术介绍
镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其具有密度小，强度高，塑性、韧性好，焊接性好等特点，因此，主要应用于航空航天工业、军工领域、交通领域(包括汽车工业、飞机工业、摩托车工业、自行车工业等)、3C等领域。但是由于镁合金易于氧化燃烧、耐热性差、耐蚀性能差，在潮湿空气中容易氧化和腐蚀，因此零件使用前，表面需要经过化学处理或涂漆；而且镁的重量比铝轻，比重为1.8，强度也较低，只有200～300MPa，主要用于制造低承力的零件。因此，只有进一步改进镁合金的强度性能，才能更大范围的在不同工业领域利用镁合金材料的优势。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种碳化物改性的镁合金材料，该镁合金材料具有轻质、高强度的优点。本专利技术采用的技术方案如下：一种碳化物改性镁合金材料，由以下重量百分比的原料组成：碳化物1-3％、铝粉5-12％、铬粉1-2％、钼粉2-3％、钨粉0.2-0.3％、聚乙烯吡咯烷酮0.01-0.02％、余量为镁粉和无水乙醇，其中无水乙醇和镁粉的质量比0.5-0.8:1。进一步的，所述碳化物为纳米级超微细粉，包括碳化硅、碳化铬和碳化钛，其中碳化硅、碳化铬和碳化钛的重量比为1：1.5:2。进一步的，所述碳化物的粒径为10-100nm。进一步的，所述镁粉的粒度为250-300目。进一步的，所述铝粉的粒度为50-100目。进一步的，所述铬粉的粒度为50-150目。进一步的，所述钼粉的粒度为50-150目。进一步的，所述钨粉的粒度为100-150目。一种如上所述的碳化物改性镁合金材料的制备方法，包括如下步骤：S1：按上述配比先将聚乙烯吡咯烷酮投入无水乙醇中，配制成聚乙烯吡咯烷酮无水乙醇溶液，随后投入纳米碳化物，高速搅拌分散使得纳米碳化物在溶液中完全分散均匀，随后投入镁粉，继续搅拌分散20-30min后将混合浆料投入球磨机中研磨搅拌40-50min，最后将所得浆料经干燥处理，完全除去无水乙醇，得混合粉体备用；S2：将铝粉、铬粉、钼粉、钨粉按比例与步骤S1得到的混合粉体混合，充分搅拌混合均匀后投入电阻炉中，在惰性保护气体氛围下边搅拌边加热至700-750℃进行熔炼处理，待物料完全熔融后保温放置20-30min，最后将所得熔体浇注压制成型，即得。本专利技术以聚乙烯吡咯烷酮无水乙醇溶液作为介质，将纳米级碳化物分散于其中，再与镁粉混合研磨，从而将纳米碳化铬均匀包裹分散于镁粉中，在后续的熔炼过程中与其它金属元素混合的也更为充分，较之传统的直接掺混方面改性作用更为高效。本专利技术的纳米级碳化物材料由碳化硅、碳化铬、碳化钛三种材料组成，使得制备的镁合金硬度大大提高，低温韧性更佳，耐磨耐腐蚀性能更好。具体实施方式以下将结合实施例来详细说明本专利技术的实施方式，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1碳化物改性镁合金材料的组分及重量百分比如下：碳化物材料2％(其中碳化硅、碳化铬、碳化钛的重量比为1:1.5:1)、铝粉9％、铬粉1.5％、钼粉2.5％、钨粉0.25％、聚乙烯吡咯烷酮0.02％、余量为镁粉和无水乙醇，其中无水乙醇和镁粉的质量比0.6:1。制备方法如下：S1：按上述配比先将聚乙烯吡咯烷酮投入无水乙醇中，配制成聚乙烯吡咯烷酮无水乙醇溶液，随后投入纳米碳化物，高速搅拌分散使得纳米碳化物在溶液中完全分散均匀，随后投入镁粉，继续搅拌分散20-30min后将混合浆料投入球磨机中研磨搅拌40-50min，最后将所得浆料经干燥处理，完全除去无水乙醇，得混合粉体备用；S2：将铝粉、铬粉、钼粉、钨粉按比例与步骤S1得到的混合粉体混合，充分搅拌混合均匀后投入电阻炉中，在惰性保护气体氛围下边搅拌边加热至700-750℃进行熔炼处理，待物料完全熔融后保温放置20-30min，最后将所得熔体浇注压制成型，即得。实施例2碳化物改性镁合金材料的组分及重量百分比如下：碳化物材料1％(其中碳化硅、碳化铬、碳化钛的重量比为1:1.5:1)、铝粉5％、铬粉1％、钼粉2％、钨粉0.2％、聚乙烯吡咯烷酮0.01％、余量为镁粉和无水乙醇，其中无水乙醇和镁粉的质量比0.5:1。制备方法如下：S1：按上述配比先将聚乙烯吡咯烷酮投入无水乙醇中，配制成聚乙烯吡咯烷酮无水乙醇溶液，随后投入纳米碳化物，高速搅拌分散使得纳米碳化物在溶液中完全分散均匀，随后投入镁粉，继续搅拌分散20-30min后将混合浆料投入球磨机中研磨搅拌40-50min，最后将所得浆料经干燥处理，完全除去无水乙醇，得混合粉体备用；S2：将铝粉、铬粉、钼粉、钨粉按比例与步骤S1得到的混合粉体混合，充分搅拌混合均匀后投入电阻炉中，在惰性保护气体氛围下边搅拌边加热至700-750℃进行熔炼处理，待物料完全熔融后保温放置20-30min，最后将所得熔体浇注压制成型，即得。实施例3碳化物改性镁合金材料的组分及重量百分比如下：碳化物材料3％(其中碳化硅、碳化铬、碳化钛的重量比为1:1.5:1)、铝粉12％、铬粉2％、钼粉3％、钨粉0.4％、聚乙烯吡咯烷酮0.02％、余量为镁粉和无水乙醇，其中无水乙醇和镁粉的质量比0.8:1。制备方法如下：S1：按上述配比先将聚乙烯吡咯烷酮投入无水乙醇中，配制成聚乙烯吡咯烷酮无水乙醇溶液，随后投入纳米碳化物，高速搅拌分散使得纳米碳化物在溶液中完全分散均匀，随后投入镁粉，继续搅拌分散20-30min后将混合浆料投入球磨机中研磨搅拌40-50min，最后将所得浆料经干燥处理，完全除去无水乙醇，得混合粉体备用；S2：将铝粉、铬粉、钼粉、钨粉按比例与步骤S1得到的混合粉体混合，充分搅拌混合均匀后投入电阻炉中，在惰性保护气体氛围下边搅拌边加热至700-750℃进行熔炼处理，待物料完全熔融后保温放置20-30min，最后将所得熔体浇注压制成型，即得。对实施例1-3的碳化物改性镁合金材料进行性能测试结果为：常温下的抗拉强度：310-325MPa，延伸率：11-12％，硬度：130-135HV，200℃条件下抗拉强度为273-300MPa，延伸率为9-10％，且耐磨性较同种类的普通镁合金提高55-60％。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化物改性的镁合金材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：碳化物1‑3％、铝粉5‑12％、铬粉1‑2％、钼粉2‑3％、钨粉0.2‑0.3％、聚乙烯吡咯烷酮0.01‑0.02％、余量为镁粉和无水乙醇，其中无水乙醇和镁粉的质量比0.5‑0.8:1。

【技术特征摘要】
1.一种碳化物改性的镁合金材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：碳化物1-3％、铝粉5-12％、铬粉1-2％、钼粉2-3％、钨粉0.2-0.3％、聚乙烯吡咯烷酮0.01-0.02％、余量为镁粉和无水乙醇，其中无水乙醇和镁粉的质量比0.5-0.8:1。2.根据权利要求1所述的碳化物改性的镁合金材料，其特征在于，所述碳化物为纳米级超微细粉，包括碳化硅、碳化铬和碳化钛，其中碳化硅、碳化铬和碳化钛的重量比为1：1.5:2。3.根据权利要求2所述的碳化物改性的镁合金材料，其特征在于，所述碳化物的粒径为10-100nm。4.根据权利要求1-3任一项所述的碳化物改性的镁合金材料，其特征在于，所述镁粉的粒度为250-300目。5.根据权利要求1-3任一项所述的碳化物改性的镁合金材料，其特征在于，所述铝粉的粒度为50-100目。6.根据权利要求1-3任一项所述的碳化物改性的镁合金材料，其特征在于，所述铬粉的粒度为50-150目。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：方杰敏，
申请(专利权)人：桂林市漓江机电制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45