一种Cu和Sb联合原位自生的组织优化镁基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种Cu和Sb联合原位自生的组织优化镁基复合材料及其制备方法，属于合金制备技术领域。本发明专利技术镁基复合材料以质量百分比计，包括以下组分：Al2.84～3.05％、Zn5.85～6.15％、Mn0.08～0.13％、Cu0.98～1.25％、Sb0.08～0.10％、Mg余量；制备方法为将镁、铝、锌、Al

【技术实现步骤摘要】
一种Cu和Sb联合原位自生的组织优化镁基复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于合金制备
，具体涉及一种Cu和Sb联合原位自生的组织优化镁基复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]镁合金作为最轻质的商用金属工程结构材料，因其具有比重轻、比强度、比刚度高、阻尼减振降噪能力强、液态成型性能优越和易于回收利用等优点，被誉为“21世纪绿色结构材料”。但目前由于现有镁合金的高温抗蠕变性能差，长期工作温度不能超过120℃，使其无法用于制造对高温蠕变性能要求高的部件，因此极大地阻碍了镁合金的进一步应用。
[0003]为此，现有技术中先后试制研究了Mg
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A1
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Si、Mg
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A1
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RE、Mg
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Zn
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A1、Mg
‑
Zn
‑
RE等系列的耐热镁合金。在这些耐热镁合金中，Mg
‑
Zn
‑
Al(ZA)系合金由于具有高温性能较好、成本较低和较好的铸造性能等优势，被认为是一种有发展前途的高温抗蠕变镁合金，然而Mg
‑
Zn
‑
Al系合金仍存在微观组织结构较差、力学性能不高等缺点。
[0004]因此，如何研究一种微观组织结构好，力学性能优异的Mg
‑
Zn
‑
Al系合金是本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种Cu和Sb联合原位自生的组织优化镁基复合材料及其制备方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]本专利技术技术方案之一：一种Cu和Sb联合原位自生的组织优化镁基复合材料，以质量百分比计，包括以下组分：
[0008][0009][0010]本专利技术技术方案之二：所述的镁基复合材料的制备方法，包括以下步骤：将镁、铝、锌、Al
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10％Mn中间合金、Al
‑
50％Cu中间合金共同熔化后加入锑，得到混合金属熔液，之后经精炼、浇铸，得到所述Cu和Sb联合原位自生的组织优化镁基复合材料。
[0011]进一步地，所述共同熔化的具体步骤为：将镁、铝、锌、Al
‑
10％Mn中间合金和Al
‑
50％Cu中间合金预热至200℃，之后在四氟乙烷与二氧化碳的混合保护气体气氛中加热至
740℃，保温30min。
[0012]进一步地，所述四氟乙烷与二氧化碳的流量比为1：100。
[0013]进一步地，在加入锑后，还需保温20min。
[0014]进一步地，所述精炼的温度为740℃，时间为30min，精炼剂为C2Cl6。
[0015]更进一步地，所述精炼剂与混合金属熔液的质量比为1：99。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0017](1)本专利技术中Cu与Mg能原位自生鱼骨状新相MgZnCu，MgZnCu相能有效抑制高温环境条件下合金的晶界滑移，从而改善镁合金的力学性能；
[0018](2)本专利技术中Cu可以明显细化合金的晶粒，改变合金的铸态共晶组织，提高镁合金的共晶温度，明显细化镁合金晶粒，进而提高镁合金的高温性能；
[0019](3)本专利技术中Sb与Mg能原位自生热稳定性很高的Mg3Sb2颗粒相，Mg3Sb2颗粒相弥散分布于晶内和晶界处，能有效地强化基体和晶界，此外，Mg3Sb2相还能使基体镁合金的晶粒尺寸得到细化；
[0020](4)本专利技术中Sb能可以抑制合金中沿晶界分布的非连续析出相的形成，从而减少晶界的滑移，使合金中的裂纹明显减少，晶粒变形减少，此外Sb还可以增加共晶相的形核位置，进而细化晶粒；
[0021](5)本专利技术中Sb通过其变质作用促进镁合金中原位生成MgZnCu相和Mg3Sb2相，将MgZnCu和Mg3Sb2相的优点结合在一起，可大大细化镁合金的晶粒，优化镁合金的显微组织。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术实施例1制备得到的镁基复合材料的显微组织图；
[0024]图2为本专利技术对比例1制备得到的镁基复合材料的显微组织图
[0025]图3为本专利技术对比例2制备得到的镁基复合材料的显微组织图；
[0026]图4为本专利技术对比例3制备得到的镁基复合材料的显微组织图；
[0027]图5为本专利技术对比例4制备得到的镁基复合材料的显微组织图；
[0028]图6为本专利技术对比例5制备得到的镁基复合材料的显微组织图；
[0029]图7为本专利技术对比例6制备得到的镁基复合材料的显微组织图.
具体实施方式
[0030]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。
[0031]另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立
地包括或排除在范围内。
[0032]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
[0033]在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本专利技术的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本专利技术说明书和实施例仅是示例性的。
[0034]关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
[0035]以下实施例中，镁、铝、锌、锑采用工业纯镁锭(99.9％)、纯铝锭(99.9％)、纯锌(99.9％)、纯锑(99.9％)；锰采用Al
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10％Mn中间合金；铜采用Al
‑
50％Cu中间合金；均通过商购获得。
[0036]实施例1
[0037](1)将井式坩埚电阻炉加热至500℃预热，之后向井式坩埚电阻炉中加入已预热至20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Cu和Sb联合原位自生的组织优化镁基复合材料，其特征在于，以质量百分比计，包括以下组分：2.一种如权利要求1所述的镁基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将镁、铝、锌、Al
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10％Mn中间合金、Al
‑
50％Cu中间合金共同熔化后加入锑，得到混合金属熔液，之后经精炼、浇铸，得到所述Cu和Sb联合原位自生的组织优化镁基复合材料。3.根据权利要求2所述的镁基复合材料的制备方法，其特征在于，所述共同熔化的具体步骤为：将镁、铝、锌、Al
‑
10％Mn中间合金和Al
...

【专利技术属性】
技术研发人员：游志勇，张金山，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：