[发明专利]一种耐磨镁合金

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金制备技术领域，更具体地说，涉及一种耐磨镁合金，本发明还涉及一种耐磨镁合金的制备方法。

背景技术

镁合金具有密度低、比强度及比刚度高、电磁屏蔽性能好、易于回收利用等一系列优点，被誉为二十一世纪的绿色材料。但是，由于镁的化学活性高，镁合金的整体耐磨性能较差，极大地限制了镁合金的应用。耐磨镁合金的开发，为扩大镁合金的应用提供了良好的技术支撑。

随着现代工业的发展，其抗磨配件重达几吨到几十吨，而有效厚度均在10cm以上，传统超耐磨镁合金难以满足应用需求。研究表明：在不同的载荷区间，磨损质量损失的变化速率不同，其中50～75N区间磨损质量损失的速率较低，75～100N区间的磨损质量损失的速率最大。载荷增加使磨损质量损失更加显著，磨损形式发生由氧化磨损到磨粒磨损再到剥落磨损转变，磨损越来越严重。但普通镁合金的耐磨性不高。因此，人们在对镁合金中加入微量元素方面做了大量的研究，以寻求提高镁合金的力学性能、加工硬化能力及耐磨性的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种含硼的耐磨镁合金，克服现有耐磨镁合金存在的在低冲击载荷或低应力下，达不到加工硬化程度，耐磨性得不到较好发挥的缺陷，弥补传统耐磨镁合金在应用中的不足，如在低应力、低冲击条件下由于加工硬化不充分而耐磨性不足、在严寒条件下(-20～-40℃)服役，容易发生低温脆断现象等。

为了解决上述问题，本发明提供的技术方案：

一种耐磨镁合金，该镁合金基体的化学成分的重量百分含量：Al为16～19wt%，Si为0.3～1.0wt%，Cr为0.80～2.5wt%，Ni为0～2.0wt%，B为0.0001～0.1wt%，余量为Mg。

优选的，含硼含量为0.0006wt%。

优选的，含硼含量为0.004wt%。

一种耐磨镁合金的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）预热：将镁、铝、硅、铬、镍、硼以及坩锅在干燥箱中烘干预热至230℃；

（2）溶炼：预热的镁放入坩锅中加热至650℃~720℃溶化，同时通入保护性气体SF₆与CO₂，气体流量CO₂：4-6L/min，SF₆：0.04-0.07L/min，当溶炼炉内的温度接近750℃时，再依次加入预热的铝、硅、铬、镍，将温度升高到800℃后，进行第一次保温，保温时间为10min~20min，保温结束，添加预热的部分硼，添加量为硼总量的30%~40%，然后进行第一次揽拌，搅拌时间2min~4min；继续升温至850℃进行第二次保温，保温时间为20min~40min，保温结束，添加预热的余下硼，然后进行第二次搅拌，搅拌时间约为2min~4min；再静置20min~30min；

（3）浇注：当温度降低到750℃时开始进行绕入，模具温度为220℃，绕注成圆铸淀在空气中自然冷却；

（4）固溶处理：对铸锭进行挤压处理，得到镁合金的棒材，棒材在400℃~450℃的环境中保温2h~3h，460℃~520℃的环境中保温12h~24h，然后将棒材放入到室温的水中进行淬火；

（5）时效处理：合金固溶处理后，分别在120℃~180℃的温度条件下进行时效处理，时效时间为24h~48h。

优选的，在步骤（2）中，向所述坩埚内先后加入的镁、铝、硅、铬、镍、硼分别为纯镁金属、纯铝金属、纯硅、纯铬金属、纯镍金属和纯硼。

本发明的有益技术效果：

（1）硼的加入使镁合金组织中的颗粒细化，并且分布更加均匀弥散，不添加镉、锰金属等有毒金属的情况下，提高镁合金的耐磨性，降低生产成本。

（2）在低冲击磨料磨损条件下，含硼的耐磨镁合金，相对耐磨性达1.68。

（3）硼含量为0.0040%时，经水韧处理后，拥有较好的综合性能，抗拉强度为305MPa，延伸率20％，磨耗（荷载100N，磨损100min）4mg。

具体实施方

本发明所用的干燥箱为101-3型干燥箱，熔炼炉为SG-9-10型电阻坩锅炉，不锈钢坩锅尺寸为Φ147x250mm，浇注模具尺寸为Φ63x135mm。力学性能测试按照GB/T 4338-2006标准进行，力学性能测试仪器为东莞正邦检测设备有限公司产BA-100C-5型万能材料力学性能测试仪。

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

实施例1