本发明专利技术是一种高阻尼镁合金及其制备方法，特别是一种通过二十面体准晶改性的高阻尼Mg-Si铸造合金。本发明专利技术首先制备Mg-1wt.%Si，Mg3Zn6Y1母合金，然后通过熔体混溶方法制备出高阻尼镁合金。本发明专利技术的镁合金经过母合金预制，母合金熔体混溶后所得到的合金组织为a-Mg固溶体+Mg2Si相+二十面体准晶相（I-phase），且其组织内部能获得尺寸细小的准晶相和Mg2Si相。本发明专利技术通过引入界面阻尼获得高阻尼性能，以及通过组织优化特别是Mg2Si的细化提高合金强度。本发明专利技术可进一步推动高阻尼镁合金在航空、航天、交通等众多领域的广泛应用而产生较大的社会效益和经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高阻尼铸造镁合金材料及制备技术，特别是。
技术介绍
随着现代科学技术的飞速发展，振动与噪声已成为十分复杂而迫切需要解决的重大课题。宽频带随机激振引起机电系统和结构的多共振峰响应，可以使电子器件失效、引起仪表失灵和机械部件的结构疲劳，严重时可引发灾难性后果。交通、能源、建筑、矿山、冶金等领域中的振动和噪声干扰着人们的正常工作和生活，易使人体疲劳而工作效率降低。国外工业发达国家已明确立法，对生产、生活环境的振动与噪声有严格的限定。因此，减振材料及其制备技术已成为现代工业和高技术产业中的重要技术。 镁合金具有比强度高、阻尼性能好等突出优点，具有广阔的工程应用前景。Mg-Si合金系中Si元素在基体中固溶度极低，以Mg2Si相出现可保证基体良好的阻尼性能，且Mg2Si相还具有密度低、硬度高、弹性模量高等特点。因此，该合金系满足一相充当阻尼相而另一相充当强化相的基本条件，它是一种获得高阻尼高强度的潜在合金系。然而，该合金铸态组织中Mg2Si相若以“汉字状”形态存在，其力学性能较差；若对合金进行简单变质处理，Mg2Si相尺寸和形态将得到改善，但力学性能提高幅度不大且影响合金的阻尼性能。
技术实现思路
本专利技术针对以上不足，综合考虑该合金力学性能与阻尼性能的兼顾性，从强化基体和改善Mg2Si相形态入手，提供一种准晶改性高强高阻尼Mg-Si合金及其制备方法，特别是通过Mg-lwt. %Si和Mg3Zn6Yl准晶合金按一定的比例进行熔体混溶制备高阻尼镁合金。具体技术方案 (I)制备Mg-lwt. %Si母合金 第一步，将坩埚预热到250°C，加入纯镁到坩埚中并开始通入保护性气体，该气体由SF6+C02混合而成，其中SF6气体占体积分数的O. 5%; 第二步，升温至纯镁完全熔化，在700 720°C加入Mg-lOwt. %Si中间合金； 第三步，继续升温至750°C后，搅拌并静置5 10分钟后浇入金属型中，整个过程均在SF6+C02混合气体的保护下进行。(2)制备Mg3Zn6Yl准晶母合金方法 第一步，将坩埚预热到250°C，加入纯镁至坩埚内并开始通入保护性气体，该气体由SF6+C02混合而成，其中SF6气体占体积分数的O. 5%; 第二步，升温至纯镁完全熔化，在700 720°C加入Mg-30wt. %Y中间合金和纯锌；第三步，继续升温至740°C后，搅拌并静置5 10分钟后浇入金属型中，整个过程均在SF6+C02混合气体的保护下进行。(3)将Mg-Si和准晶合金熔体进行混溶第一步，将两个坩埚放入井式炉并预热到250°C，将预制好的Mg-lwt. %Si和Mg3Zn6Yl母合金按一定的比例(质量比介于10:1 12:1之间)加入各自坩埚中并开始通入保护性气体,该气体由SF6+C02混合而成，其中SF6气体占体积分数的O. 5% ； 第二步，继续升温至750°C待母合金完全熔化，搅拌并静置5 10分钟； 第三步，取出盛有Mg3Zn6Yl母合金的坩埚放入另一个温度恒定在600°C的井式炉中，并保温10分钟； 第四步，取出盛有Mg-lwt. %Si母合金的坩埚，将Mg-lwt. %Si母合金熔体浇入准晶熔体中，搅拌后一起浇入金属型中，整个过程均在SF6+C02混合气体的保护下进行。 熔体混溶后准晶和Mg2Si相的形态都发生较大改变，其原因主要源自两方面一方面，由于两熔体混溶使原来从Mg-Zn-Y合金中预先结晶出来的准晶外部生长的溶质场和温度场发生剧烈变化并影响其生长过程，特别是混熔过程中两熔体的强烈对流对半固态Mg-Zn-Y合金有一个明显的剪切作用，可使准晶形貌变成近球状；另一方面，由于Mg-Si熔体引入准晶影响其后的生长过程，最终长成尺寸细小的Mg2Si相，尺寸细小的Mg2Si和准晶相均可增强该合金。镁合金中增强体(准晶、Mg2Si)和基体的热膨胀系数不同，增强物与基体界面处会产生高密度位错区使界面结合处位错数目增加，而高密度位错群在较小的外加应力下便可往复运动而消耗能量，从而提高材料的阻尼性能。本专利技术采用热处理方法制备了高强镁合金，其效益为 (I)高强镁合金抗拉强度大于200MPa，延伸率大于5%。(2)在振动频率为I赫兹和振幅为50Mm下，其室温阻尼性能tan Φ大于O.01,属于高阻尼镁合金。具体实施方式 实施例I 准晶改性Mg-Si合金及其制备方法，其特征在于，所述的高阻尼镁合金是由Mg-lwt. %Si和Mg3Zn6Yl母合金按质量比10:1进行熔体混溶制备。(I)制备Mg-Si母合金 第一步，将坩埚预热到250°C时，将纯镁加入坩埚并开始通入保护性气体，该气体特征为由SF6+C02混合而成，其中SF6气体占体积分数的0.5%。第二步，继续升温至纯镁完全熔化，在700 720°C加入Mg-lOwt. %Si中间合金。第三步，待温度升至750°C后，搅拌并静置5 10分钟后浇入金属型中，整个过程均在sf6+co2混合气体的保护下进行。(2)制备Mg3Zn6Yl准晶母合金方法 第一步，将坩埚预热到250°C时，将纯镁加入坩埚并开始通入保护性气体，该气体特征为由SF6+C02混合而成，其中SF6气体占体积分数的0.5%。第二步，升温至纯镁完全熔化，在700 720°C间加入Mg_30wt. %Y中间合金和纯锌。 第三步，继续升温至740°C后，搅拌并静置5 10分钟后，浇入金属型中。整个过程均在SF6+C02混合气体的保护下进行。(3)将Mg-Si和准晶合金进行熔体混溶 第一步，将两个坩埚放入井式炉并预热到250 °C，把预制好的Mg-lwt. %Si和Mg3Zn6Yl母合金按质量比10:1分别加入各自坩埚并开始通入保护性气体，该气体由SF6+C02混合而成，其中SF6气体占体积分数的O. 5%第二步，升温至750°C后待母合金完全熔化，搅拌并静置5 10分钟。第三步，取出盛有Mg3Zn6Yl母合金的坩埚放入到另一个温度恒定在600°C的井式炉中，并保温10分钟。第四步，取出盛有Mg-lwt. %Si母合金的坩埚，将Mg-lwt. %Si母合金熔体浇入准晶熔体中，搅拌后一起浇入金属型中。整个过程均在sf6+co2混合气体的保护下进行。对合金试样进行力学性能及阻尼性能分析，实验结果表明该新型合金室温抗拉强度224MPa，屈服强度为65MPa，延伸率为6% ;在振动频率为I赫兹和振幅为50Mm下，该合金室温阻尼性能tan(t为O. 0208。实施例2 准晶改性Mg-Si合金及其制备方法，其特征在于，所述的高阻尼镁合金是由Mg-lwt. %Si和Mg3Zn6Yl母合金按质量百分比12:1进行熔体混溶制备。(I)制备Mg-Si母合金 第一步，将坩埚预热到250°C时，将纯镁加入坩埚并开始通入保护性气体，该气体特征为由SF6+C02混合而成，其中SF6气体占体积分数的0.5%; 第二步，升温至纯镁完全熔化，在700 720°C加入Mg-lOwt. %Si中间合金； 第三步，继续升温至750°C后，搅拌并静置5 10分钟后浇入金属型中。整个过程均在SF6+C02混合气体的保护下进行。(2)制备Mg3Zn6Yl准晶母合金方法 第一步，将坩埚预热到250°C时，将纯镁加本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：万迪庆，刘雅娟，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：
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